考虑风电不确定性的集成能源系统的最优调度：该系统结合了富氧燃烧技术以及氢氨耦合工艺

《Energies》：Optimal Scheduling of an Integrated Energy System with Oxygen-Enriched Combustion and Hydrogen–Ammonia Coupling Considering Wind Power Uncertainty

　　

摘要

为了在风力发电不确定性下提高综合能源系统的低碳经济运行效率，本文开发了一种优化调度模型，该模型结合了富氧燃烧与氢-氨-碳利用路径。所提出的框架整合了富氧燃烧、基于电解的氢气生产、甲烷化、氢燃料电池、氨合成、尿素合成、捕获的二氧化碳（CO₂）利用、奖励-惩罚阶梯型碳交易以及基于IGDT（Integrated Gas Detection and Transmission）的风力发电不确定性调度技术。首先建立了一个确定性调度模型以最小化总运营成本，然后引入信息差距决策理论（Information Gap Decision Theory）来制定在风力发电不确定性下的风险规避和机会寻求调度策略。仿真结果表明，与燃烧后碳捕获方案和传统燃煤方案相比，所提出的系统分别降低了3.37%和8.03%的总运营成本，并分别减少了40.2%和57.0%的风力发电弃电成本。与燃烧后碳捕获方案相比，碳排放量减少了17.7%。氢-氨-尿素产业链产生了约15.68 × 10⁴元人民币的尿素收入，并提高了碳资源利用率。在IGDT偏差因子为0.03的情况下，风险规避策略使总运营成本增加了约10.30 × 10⁴元人民币，以增强运营的稳健性；而机会寻求策略则使总运营成本降低了约10.30 × 10⁴元人民币，并减少了19.6吨的碳排放。这些仿真结果验证了所提出的调度框架在所设计案例研究中的有效性。该框架能够改善所研究综合能源系统的低碳经济性、可再生能源接纳能力、碳资源利用率以及对风力发电不确定性的适应能力。