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第44卷第10期电力自动化设备Vol.44No.10
2024年10月ElectricPowerAutomationEquipmentOct.2024
计及氢储能-制氨-碳捕集的综合能源系统低碳优化调度
梁俊鹏，张高航，李凤婷，解超，王婷
（新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830017）
摘要：针对高风光渗透率的综合能源系统存在的弃能及备用压力问题，考虑氢能单元、碳捕集和制氨装置联
合运行，提出了一种含氢能、氨能与碳捕集的综合能源系统低碳优化调度方法，以提升系统的风光消纳能力
和运行灵活性。一方面，提出了综合能源系统的运行框架，分析了氢能单元、制氨装置和火电机组掺氨燃烧
以及碳捕集装置参与消纳风光的灵活经济运行策略，并进行了机理分析与建模；另一方面，为了缓解系统备
用压力，建立了氢能单元-碳捕集-火电协同备用优化模型，挖掘氢能单元与碳捕集装置的备用能力，进而以
总运行成本最小为目标，建立了综合能源系统的低碳经济调度模型。基于改进的IEEE39节点系统进行仿
真分析，结果验证了所提调度方法的有效性和可行性。
关键词：综合能源系统；低碳调度；氢能单元；氢-氨利用；碳捕集；备用优化
中图分类号：TM73；TK01文献标志码：ADOI：10.16081/j.epae.202407009
0引言电的双向转换能量调度方法，以提升可再生能源利
用水平。另一方面，火电机组在我国电源结构中的
随着我国“双碳”目标的提出，通过大规模发展
占比仍处于较高水平，通过加装碳捕集进行灵活改
可再生能源以逐步构建新型电力系统是我国实现能
造，能够增强系统灵活性，并配合氢能、氨能的利用
［1］
源清洁低碳转型的必然选择，但风光等可再生能
能有效降低系统的碳排放。文献［10］从碳捕集、电
源出力具有强不确定性和波动性，会导致系统调节
转气等低碳技术入手，构建了一种含碳捕集、电转气
能力不足和备用压力增大问题，进一步制约可再生
和氢燃料电池的综合能源低碳经济调度模型。文献
能源消纳。因此，为了保障系统运行可靠性，促进新
［11］提出了考虑广义储能与碳捕集电厂深度调峰的
能源消纳，电力系统需要利用多类型技术手段来提
低碳经济调度模型，缓解了系统的深度调峰压力，降
［2］
升灵活调节能力，实现低碳高效运行。低了系统碳排放。文献［12］通过碳捕集电厂和抽水
随着新能源装机占比越来越高，提供灵活调节蓄能的广义联合调度，减少了弃风弃光和碳排放。
能力的常规机组占比越来越低，系统调节能力愈发因此，氢能、氨能和碳捕集的利用对于系统低碳经济
［3‑5］
匮乏，这导致消纳问题日益凸显。因此，有必要运行、促进大规模可再生能源消纳具有重要的意义，
建立综合能源系统以充分利用多能源形式和技术手但鲜有文献对氢能-氨能-碳捕集整体环节的协同互
段的灵活调节能力，保障新能源的高效利用，推动补优化及其经济低碳原理进行深入研究。
“双碳”目标的实现。一方面，利用制氢／氨、掺氨燃
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