Optimal Capacity Configuration for Wind Power-Photovoltaic and Oxygen-enriched Coal-fired Power Generation System Considering Carbon Capture Technology

ZHANG Wenwei; WANG Weiqing; WANG Haiyun; FAN Xiaochao; WU Jiahui

doi:10.7500/AEPS20230227007

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Optimal Capacity Configuration for Wind Power-Photovoltaic and Oxygen-enriched Coal-fired Power Generation System Considering Carbon Capture Technology

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Optimal Capacity Configuration for Wind Power-Photovoltaic and Oxygen-enriched Coal-fired Power Generation System Considering Carbon Capture Technology
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 13, Pages: 176-189(2023)
- 作者机构：
  
  1.新疆大学电气工程学院,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830047
  2.新疆工程学院能源工程学院,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830023
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52067020)
- DOI：10.7500/AEPS20230227007
  CLC：
- Received：27 February 2023，
  
  Revised：2023-04-11，
  
  Published Online：24 May 2023，
  
  Published：10 July 2023
- 稿件说明：
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张文伟,王维庆,王海云等.考虑碳捕集技术的风光-富氧燃煤发电系统容量优化配置[J].电力系统自动化,2023,47(13):176-189.

ZHANG Wenwei,WANG Weiqing,WANG Haiyun,et al.Optimal Capacity Configuration for Wind Power-Photovoltaic and Oxygen-enriched Coal-fired Power Generation System Considering Carbon Capture Technology[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(13):176-189.
张文伟,王维庆,王海云等.考虑碳捕集技术的风光-富氧燃煤发电系统容量优化配置[J].电力系统自动化,2023,47(13):176-189. DOI： 10.7500/AEPS20230227007.

ZHANG Wenwei,WANG Weiqing,WANG Haiyun,et al.Optimal Capacity Configuration for Wind Power-Photovoltaic and Oxygen-enriched Coal-fired Power Generation System Considering Carbon Capture Technology[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(13):176-189. DOI： 10.7500/AEPS20230227007.

摘要

为降低火电厂碳排放，提升风光-富氧燃煤发电系统的经济效益，提出了考虑双源双荷场景缩减与递变阶梯碳价的风光-富氧燃煤发电系统容量优化配置方法。首先，以富氧燃烧捕集技术为核心构建风光-富氧燃煤发电系统，并建立了精细化富氧燃烧模型。同时，为应对复杂多样的源荷场景，提出双源双荷场景缩减法。在此基础上，提出多场景下含递变阶梯碳价的阶梯式碳交易机制，并建立以系统年总成本最小为目标的风光-富氧燃煤发电系统容量优化配置模型。最后，基于某地区源荷数据进行仿真，并设立对比方案验证所提方法的有效性。结果表明，所提双源双荷场景缩减法比传统方法的聚类效果更佳，精细化富氧燃烧模型的提出和递变阶梯碳价的制定，可进一步提升系统经济与低碳效益。

Abstract

To reduce the carbon emissions of thermal power plants and improve the economic benefits of wind power-photovoltaic and oxygen-enriched coal-fired power generation systems

an optimal capacity configuration method for wind power-photovoltaic and oxygen-enriched coal-fired power generation systems considering the dual-source and dual-load scenario reduction and gradual tiered carbon price is proposed. Firstly

the wind power-photovoltaic and oxygen-enriched coal-fired power generation system is constructed by taking the oxygen-enriched combustion capture technology as the core

and the refined oxygen-enriched combustion model is constructed. Meanwhile

to cope with the complex and diverse source-load scenarios

a dual-source and dual-load scenario reduction method is proposed. On this basis

a tiered carbon trading mechanism is proposed including the gradual tiered carbon price in multi-scenarios

and an optimal capacity configuration model for the wind power-photovoltaic and oxygen-enriched coal-fired power generation system with the goal of minimizing the total annual cost of the system is established. Finally

the simulation is conducted based on the source-load data of a certain area

and a comparison scheme is set to verify the effectiveness of the proposed method. The results show that the proposed dual-source and dual-load scenario reduction method has a better clustering effect than the traditional methods

and the proposal of the refined oxygen-enriched combustion model and the development of gradual tiered carbon price can further enhance the system economics and low-carbon benefits.

关键词

Keywords

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