对于电-气互联的综合能源系统(integrated electricity and natural gas systems,IENGS),电制气(power-to-gas,P2G)技术通过将可再生能源(renewable energy source,RES)转化为天然气,为提升RES消纳水平提供了新的途径。针对未来P2G广泛...对于电-气互联的综合能源系统(integrated electricity and natural gas systems,IENGS),电制气(power-to-gas,P2G)技术通过将可再生能源(renewable energy source,RES)转化为天然气,为提升RES消纳水平提供了新的途径。针对未来P2G广泛应用带来的氢气注入问题和P2G设备在IENGS中的容量规划问题,考虑了电制气中电解槽与甲烷化反应槽的成本差异、电解水与甲烷化反应的能量转化差异,并对氢气直接注入天然气管道进行建模以计及氢气注入对气体常数、热值、系统运行状态的影响,以规划周期内投资成本与运行成本之和最小为目标,提出了可以反映氢气注入天然气网络、电制气设备详细投资和运行模型的P2G最优容量规划模型。以一IENGS为算例对所提模型进行仿真验证,通过结果证明了所提出模型在P2G规划以及分析含有气体混合的天然气系统的有效性,验证了将氢气以一定比例注入天然气网络可有效提升系统整体经济性与可再生能源整体利用效率,结合多个研究场景详细分析了P2G规划中电解槽、甲烷化反应槽容量配比的影响因素以及氢气注入对系统状态的改变。展开更多
文摘对于电-气互联的综合能源系统(integrated electricity and natural gas systems,IENGS),电制气(power-to-gas,P2G)技术通过将可再生能源(renewable energy source,RES)转化为天然气,为提升RES消纳水平提供了新的途径。针对未来P2G广泛应用带来的氢气注入问题和P2G设备在IENGS中的容量规划问题,考虑了电制气中电解槽与甲烷化反应槽的成本差异、电解水与甲烷化反应的能量转化差异,并对氢气直接注入天然气管道进行建模以计及氢气注入对气体常数、热值、系统运行状态的影响,以规划周期内投资成本与运行成本之和最小为目标,提出了可以反映氢气注入天然气网络、电制气设备详细投资和运行模型的P2G最优容量规划模型。以一IENGS为算例对所提模型进行仿真验证,通过结果证明了所提出模型在P2G规划以及分析含有气体混合的天然气系统的有效性,验证了将氢气以一定比例注入天然气网络可有效提升系统整体经济性与可再生能源整体利用效率,结合多个研究场景详细分析了P2G规划中电解槽、甲烷化反应槽容量配比的影响因素以及氢气注入对系统状态的改变。
基金国家重点基础研究发展计划(973计划)(2013CB 228205)国家自然科学基金项目(51477055,51777078)+1 种基金The National Basic Research Program of China(973 Program)(2013CB 228205)Project Supported by National Natural Science Foundation of China(51477055,51777078)
