電-氫-碳綜合能源系統協同經濟調度

于麗芳，李燕雪，朱明晞，張瑞聰，鄒徐歡，劉皓明

（1.河海大學 能源與電氣學院，南京 211100；2.國網（北京）綜合能源規劃設計研究院有限公司，北京 100052；3.國網國際發展有限公司 市場開發部，北京 100031；4.國網綜合能源服務集團有限公司，北京 100052）

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目前隨著傳統化石能源的逐漸枯竭和環境問題的日益凸顯，推動能源結構轉型和碳減排工作將成為國家未來發展戰略中的重要一環。氫能源由于具有綠色高效，季節級、大容量存儲等突出優勢，被認為是未來能源替代的終極解決方案［1］。在雙碳目標愿景下，研究以電和氫為能源載體，實現“源-網-儲-荷”耦合互動的電氫綜合能源系統（integrated energy system，IES）的網絡和設備的協同規劃策略，對促進可再生能源消納和碳減排具有重要的經濟價值和環境價值。

在IES模型的優化研究方面，文獻［2］以電轉氣設備為橋梁耦合電力網絡和天然氣網絡，從而建立實現電-氣-電能量閉環的IES模型，實現電氣互換。隨著氫能源應用不斷挖掘和技術手段的發展，氫元素逐漸引入IES模型中。文獻［3］基于價格型需求響應，建立考慮電轉氣（power to gas，P2G）全過程的電-氫-氣模型，高效利用中間產物氫能，降低能源損耗。文獻［4］在綜合能源系統模型中加入風電場耦合制氫模型，研究對電制氫的不同控制，實現電氫能量之間的優勢轉化。文獻［5］在電解水制氫模型中加入氫儲能設備，提高系統消納特性。在上述研究中忽略了電轉氣設備的低碳特性，未對電轉氣兩階段運行過程細化建模。

目前，隨著雙碳戰略的深入發展，國內外很多學者研究在碳交易機制下IES的優化配置及優化運行方面的經濟特性和消納特性。……