计及辅助服务的电-气-氢综合能源系统优化调度

陈胜; 张景淳; 韩海腾; 卫志农; 孙国强; 周亦洲

doi:10.7500/AEPS20221031009

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计及辅助服务的电-气-氢综合能源系统优化调度

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 计及辅助服务的电-气-氢综合能源系统优化调度
- Optimal Dispatch of Electricity-Gas-Hydrogen Integrated Energy System Considering Auxiliary Service
- 电力系统自动化 2023年47卷第11期页码：110-120
- 作者机构：
  
  河海大学能源与电气学院，江苏省南京市 211100
- 作者简介：
  
  陈胜(1990—)，男，通信作者，博士，青年教授，主要研究方向：综合能源系统运行与市场交易、能源系统低碳化转型。E-mail：chensheng2019@hhu.edu.cn
  张景淳(2000—)，女，硕士研究生，主要研究方向：综合能源系统低碳经济运行。E-mail：1804985094@qq.com
  韩海腾(1988—)，男，博士，讲师，主要研究方向：电力系统优化调度、电力系统灵活性资源规划与运行、电力市场。E-mail：hanht@hhu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52007051);中国科协青年人才托举工程项目(2021QNRC001);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(B220202006)
- DOI：10.7500/AEPS20221031009
  中图分类号：
- 收稿：2022-10-31，
  
  修回：2023-02-22，
  
  纸质出版：2023-06-10
- 稿件说明：
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陈胜,张景淳,韩海腾等.计及辅助服务的电-气-氢综合能源系统优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(11):110-120.

CHEN Sheng,ZHANG Jingchun,HAN Haiteng,et al.Optimal Dispatch of Electricity-Gas-Hydrogen Integrated Energy System Considering Auxiliary Service[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(11):110-120.
陈胜,张景淳,韩海腾等.计及辅助服务的电-气-氢综合能源系统优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(11):110-120. DOI： 10.7500/AEPS20221031009.

CHEN Sheng,ZHANG Jingchun,HAN Haiteng,et al.Optimal Dispatch of Electricity-Gas-Hydrogen Integrated Energy System Considering Auxiliary Service[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(11):110-120. DOI： 10.7500/AEPS20221031009.

摘要

氢能是中国能源行业低碳化转型的重要支撑。电制氢技术可将电网难以消纳的新能源转换成绿氢注入天然气管道，实现绿氢的远距离传输与利用。文中提出一种计及绿氢注入的电-气综合能源系统优化调度模型，且计及电网辅助服务以支撑高比例新能源消纳。首先，建立了计及绿氢注入及管道管存的天然气系统准动态运行模型；然后，构建了计及调峰与灵活备用的辅助服务的综合能源系统灵活运行模型。最后，算例测试量化评估了电制氢及多能协同对于支撑新能源消纳及提高系统运行灵活性的价值，并且分析了新能源渗透率、管道掺氢比限制对于综合能源系统调度结果的影响机理。

Abstract

Hydrogen energy can provide important support for the low-carbon transformation of China’s energy industry. The power-to-hydrogen technology can convert the renewable energy that is difficult to be accommodated by the power grid into green hydrogen and inject it into the natural gas pipelines

which enables the long-distance transmission and utilization of green hydrogen. This paper proposes an optimal dispatch model of the electricity-gas integrated energy system with green hydrogen injection

in which the grid auxiliary services are taken into account to accommodate high proportion of renewable energy. First

the quasi-dynamic operation model of the natural-gas system that considers green hydrogen injections and pipeline line-pack is established. Then

a flexible operation model of the integrated energy system considering auxiliary services of peak regulation and flexible reserve is constructed. Finally

numerical examples quantify and evaluate the value of power-to-hydrogen and multi-energy coordination on accommodating renewable energy and improving system operation flexibility. The impact mechanism of penetration ratio of renewable energy and ratio limit of pipeline injected hydrogen on dispatch results of integrated energy system is analyzed.

关键词

Keywords

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