利用氢与氨储能实现火电支撑型可再生能源电力系统脱碳的多阶段扩展规划
系统与控制
2023-09-01 v1 系统与控制
摘要
大规模集中式开发风能与太阳能，以及通过高压直流（HVDC）将可再生能源（RES）点对网输送，被视为中国实现碳达峰与碳中和目标最具前景的途径之一。传统上，需要大规模火电在经济上支撑具有给定负荷曲线的 HVDC 的用电需求，这又引发了碳排放担忧。为应对上述问题，引入氢储能系统（HESS）与氨储能系统（AESS）以逐步替代火电，其表征为一个多阶段扩展规划（MSEP）问题。具体而言，首先在 MSEP 模型中建立 HESS 与 AESS 并施加碳减排约束，各阶段采用小时级分辨率的年度数据以刻画 RES 的间歇性；随后提出一种结合 Dantzig-Wolfe 分解（DWD）与列生成（CG）的求解方法，以高效求解大规模 MSEP 模型；最后以中国一个实际系统为案例进行研究。结果表明，HESS 与 AESS 有潜力应对 RES 的间歇性以及 RES 与负荷需求间的月度失衡。尤其在碳中和目标下，HESS 与 AESS 对降低平准化能源成本（LCOE）的贡献分别达 12.28% 与 14.59%，最终使 LCOE 降至 0.4324 元/kWh。
引用
@article{arxiv.2308.16476,
title = {Multi-Stage Expansion Planning for Decarbonizing Thermal Generation Supported Renewable Power Systems Using Hydrogen and Ammonia Storage},
author = {Zhipeng Yu and Jin Lin and Feng Liu and Jiarong Li and Yingtian Chi and Yonghua Song and Zhengwei Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.16476},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 8 figures