摘要:低碳转型需要可再生能源发电在能源系统中的渗透率快速增长,以最终实现净零碳目标。为了确保具有高间歇性可再生能源产出的能源系统的可靠运行,拥有足够的灵活资源以避免限电至关重要。因此,具有电转气 (P2G) 和天然气储能的综合电力-天然气-热能系统引起了极大的研究兴趣,尤其是联合运行方法以增强彼此之间的灵活性。本文考虑供热需求、P2G 和天然气储能,提出了一种综合电力-天然气-热能系统的多目标优化运行策略,以获得最大的经济和环境效益。此外,提出了一种基于冗余线路组和天然气储能的新型灵活性度量模型。在综合 IEEE 39 节点电力和比利时 20 节点天然气系统上进行了无 P2G 和有 P2G 的案例研究。模拟结果表明,P2G 不仅有利于综合能源系统的运行,总运营成本从 2510 林吉特下降到 2503 林吉特,二氧化碳排放量从 62,860 吨减少到 62,240 吨,风电弃风率从 25.58% 减少到 4.22%,而且对灵活性的提高也有显著的影响,提高了 71.72%。
电转气 (P2G) 设施和天然气发电装置为综合电力和天然气系统 (IENGS) 提供了灵活性,可用于风电调节和爬坡部署。本文提出了一种考虑 P2G 储能和风电爬坡成本的 IENGS 随机协调调度模型。介绍了带有 P2G 的天然气系统的运行模型,并分析了 P2G 集成的优势。为了解决风电和能源负荷的不确定性,生成了多种代表性场景。本文结合并分析了灵活的爬坡要求和成本,发现 P2G 可以提供灵活的爬坡。IENGS 的协调调度模型被表述为一个两阶段随机规划问题,其中第一阶段模型对电力系统的日前调度进行建模,第二阶段模型对天然气系统进行调度。对改进的 PJM 5 总线电力系统(带有 7 节点天然气系统)以及 IEEE 118 总线系统(带有 20 节点比利时天然气系统)进行的数值案例研究验证了 P2G 可以帮助容纳风电、提供额外的灵活爬坡能力并减少来自天然气供应商的天然气供应和天然气负荷削减。
电转气技术可以实现电网与气网间能量的双向流动,有利于改善综合能源系统的能量耦合、提高运行灵活性和经济性。本研究根据电转气设备的特点,在改进的P2G模型基础上,提出了详细的综合能源系统模型,并提出最优效率匹配系数以提高能源设备利用率。针对碳排放分配问题,引入碳交易机制,建立兼顾经济效益与成本(即销售效益、运营成本、碳交易成本、风电和光伏限电惩罚措施)的优化模型。案例研究验证了所提优化模型的优越性。此外,结果表明带气罐的电转气模式在综合能源系统综合运行能力方面具有明显优势。
摘要 - 要节省多余的功率,需要大规模存储才能克服短期存储。对电力的需求不断增长和忽略过多的能源所表现出的电力概念(P2G),因为气体可以经济储存很长时间,而电力不能长期以来经济存储。P2G在增强能源领域的大规模综合能源系统中起着至关重要的作用。将盈余电能转换为气体的过程及其在综合能源系统中用于不同目的的计划对于开发技术而言至关重要。本文审查了与天然气技术的综合能源系统的研究。分析了集成能量系统中的转换技术,基础知识,存储容量和选址,以评估其适用于应用程序的建模。耦合,目标,应用和经济分析,以提高系统的性能,平衡系统并为消费者提供更好的设施。P2G系统的大容量可以提供长期的储能要求。P2G需要进一步的研究工作,以解决成本最小化问题,因为它是非常昂贵的技术,最佳位置,经济,能源效率提高和合适的整合方法。
摘要:与常规功率单元(CPU)相比,由于天然气价格较低,能源转化性能较低和较低的CO 2排放,近年来,气体功率单元(GFU)是近年来最好的技术。一种称为电力汽油(P2G)技术的永久存储设施可以提供电力系统运营中不断增长的可再生能源波动(RESS)波动的改编,并减少从天然气网络购买天然气的依赖。最先进的P2G技术的高投资和利用支出不会单独导致经济上有效的运营。因此,在本文中,提出了一个集成的GFUS-P2G-WIND动力单元(WPU)系统来确定其在日前的能源市场中的最佳竞标策略。还考虑了一种强大的优化方法,以适应电价不确定性环境中拟议的招标策略。使用包括P2G设施,GFU和WPU的案例研究来研究此问题,以调查拟议的强大竞标策略在白日能源市场中的效果和能力。仿真结果表明,通过引入综合能量系统所获得的增长,P2G设施对参与GFU具有显着影响,该GFU具有气体消耗限制,以实现最大程度的利用。此外,可以说,在这种情况下,购买的天然气的量减少,而这些天然气没有任何气体消费限制。此外,部署P2G技术在引入系统的效果中会导致约1%的增量。此外,提议的系统在健壮的环境中的操作可针对电价偏差提供更大的鲁棒性,尽管它导致了较低的利润。
摘要:随着可再生电力整合为网络运营商带来电网平衡挑战,新的电网弹性方法受到能源研究界的广泛关注。电转气 (P2G) 应用可以生产和使用绿色氢气。因此,它们可以将更多的可再生能源整合到能源系统中。同时,物联网 (IoT) 解决方案可以优化分散系统中的可再生能源应用。尽管这两种技术在可再生能源丰富的电网发展中都具有战略重要性,但基于物联网和相关解决方案的 P2G 进步机会尚未成为可再生能源研究的前沿。为了填补这一研究空白,本研究提出了一个混合(主题和批判)系统文献综述,以探讨战略共同专业化机会如何出现在最近的出版物中。研究结果表明,P2G 和 IoT 可以在多能源系统和能源互联网的拟议框架内从根本上联系起来,但需要进一步实证研究它们的操作和战略整合(例如,降低成本、风险管理和政策激励)。
摘要。在大规模可再生能源存储的可能解决方案中,电力对气(P2G)和压缩空气储能(CAES)似乎非常有前途。在这项工作中,P2G和基于水下存储量的创新类型的CAE(UW-CAE)可以从技术经济的角度比较,当与48 MW E海上风力发电厂结合使用时,可以选择适当的位置,以适合高生产率和有利的海底深度。采用优化模型来研究系统设计和操作,最大程度地提高寿命的盈利能力,同时考虑差异安装和运营成本,产品的市场价值(即氢气和电力)以及技术约束。在当前的经济和技术情况下,所得的P2G系统具有标称功率,相当于风停止容量的10%,氢存储缓冲液较小。另一方面,UWCAES的压缩机和涡轮机的标称功率接近全风电场,需要大的水下压缩空气储罐。这两种选择都显着影响风电厂的管理,但两个系统的最有益应用是不同的:P2G导致紧凑而柔性的单元,而UW-CAES能够利用更高的平均转换效率(约80%的圆旅)来利用更高的安装功率和投资成本。无论如何,考虑到当前的框架,最终的经济学仍然不足,但是它们的竞争力可以改善与下一未来能源市场的预期发展相吻合。
Electrochaea 是电网规模碳和储能技术的领先开发商。我们的生物电转气 (P2G) 技术的核心是一种选择性进化的微生物,它凭借前所未有的催化能力、可扩展性和工业稳健性而出类拔萃。我们的 BioCat 工艺利用低成本或闲置电力将二氧化碳和氢气转化为可再生甲烷,满足天然气电网注入的规格。
可再生能源社区(REC)是一个合法实体,汇总了不同的用户共享自己的资源以减少电费和CO 2排放。本文介绍并分析了双目标策略的影响,以优化配备了光伏(PV)发电机的Rec sopumers的电池储能系统(BESS)的容量。通过自定义实施非主导的分类遗传算法-II(NSGA-II)来解决优化问题,并具有两个对比目标:从主要网格中最大化REC的自给自足,同时最大程度地减少所有REC成员的BESS容量。这项研究的关键新颖性是Prosumer驱动的观点,它允许排除不想通过线性优化约束安装BES的REC成员。此外,提出的方法确保过电压或底电压的概率符合分配系统运营商(DSOS)指定的限制。通过在OPENDS中执行的网格级仿真在优化循环中估算了这种概率以及线路和BES损失。分析了标准的对等网格(P2G)和更面向接收的对等(P2P)能量共享政策,并在不同季节中评估其性能,并考虑当前的能源需求和可能的未来情况,其中电气热泵被广泛使用。基于IEEE 906-BUS欧洲低压分配网格的修改版本的案例研究结果表明,如果分配给所有Recumumers的总Bess容量超过给定的阈值,则REC的收益将变得较小。假设选择与夏季阈值相对应的最佳BESS能力解决方案(即,当PV和BESS最多被利用时),P2G和P2P电池对照组的总能量损失均大约降低20%–40%。CO 2的排放量将P2P策略比P2G降低10%至50%。P2P能源共享政策在REC成员中更均匀地传播能源节省的经济利益,如果电力需求增加,投资回报率通常会更高。
限制全球气温上升需要迅速大规模部署减少各个层面碳排放的解决方案。间歇性可再生能源的开发得到了各国政府的大力支持,其产量将大幅增加。这种高发电量的引入带来了一些挑战,特别是在低消耗时期分配高产量。应对这一挑战最受推崇的解决方案之一是整合电转气技术 (P2G)。在这方面,欧盟及其一些成员国已经提出了支持氢气生产和消费的计划。同时,值得注意的是,这些技术的发展战略主要部署在地方层面。为了让地方为能源系统的脱碳做出贡献,各国政府正在将其能源政策的应用扩展到其领土。法国就是这种情况。过去几十年来,法国通过了法律在地方层面扩大能源政策的应用,目的是确保更好、更快地部署能源转型并在 2050 年实现碳中和。因此,法国各地区都设定了开发当地能源资源的目标。法国南部的 SUD 普罗旺斯-阿尔卑斯-蓝色海岸大区 (PACA) 为履行这些空气、能源、环境和气候变化适应责任,设定的目标是到 2050 年实现碳中和,由于该地区拥有大量太阳能资源,因此大规模发展太阳能光伏生产令人担忧。该地区还提出了一项氢能计划,以支持该地区这种能源的发展并为国家努力做出贡献。这项研究采用 TIMES PACA 进行,这是一个代表 PACA 地区能源系统的自下而上的优化模型,分析了 P2G 技术如何促进太阳能资源的开发。结果表明,P2G 技术对于区域能源系统脱碳和可再生能源部署至关重要,是国家和全球脱碳目标所需要的,并有望构建整个氢链。
