碳達峰碳中和主要技術(shù)應(yīng)用及展望
行業(yè)分析2023-03-20
新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是實現(xiàn)“碳達峰，碳中和”行動的重要組成部分。隨著新能源汽車逐步規(guī)?；l(fā)展，我國電能、氫氣、天然氣驅(qū)動汽車保有量預(yù)計在2035年突破1.5億輛。面對不斷增長的多能源充能需求和碳減排壓力，提出含電、氫和天然氣等多種能源生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲、消費各環(huán)節(jié)深度耦合，并具有一定垃圾處理能力的充能型微網(wǎng)是解決新能源汽車充能這一涵蓋環(huán)境、交通、能源等多領(lǐng)域協(xié)同問題的有效途徑之一。
單個充能型多能源微網(wǎng)受所處地理位置、氣象條件影響，同時又存在接入設(shè)備容量、風(fēng)光出力波動性大等方面的制約，難以滿足較大規(guī)模新能源汽車的集中充能質(zhì)量和可靠性。因此，充分利用多個多能源微網(wǎng)之間存在的新能源汽車流量錯峰、分布式電源互補等特性，實現(xiàn)微網(wǎng)群之間的互聯(lián)協(xié)調(diào)運行，是提高新能源汽車充能以及多能源微網(wǎng)運行可靠性的有效手段。因此，分析研究充能型多能源微網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)對實現(xiàn)能源清潔低碳和充分利用有著重要意義。
為保障系統(tǒng)供能可靠性與碳減排能力的提升，沈陽工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院、奧爾堡大學(xué)能源技術(shù)學(xué)院的閆佳佳、滕云、邱實、陳哲，在2022年第23期《電工技術(shù)學(xué)報》上撰文，提出了一種計及供能可靠性動態(tài)約束與碳減排的充能型微網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化模型。
他們首先研究各微電網(wǎng)的運行特性以及微電網(wǎng)間的能量交互特性，建立低碳充能型多能源微網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)(Multi-energy Charging Microgrids Interconnection System with Low Carbon Emissions, MCMIS-LCEs)模型，并在此基礎(chǔ)上建立多能源供能與碳減排協(xié)調(diào)模型;其次，考慮能源轉(zhuǎn)換、存儲與充能設(shè)備故障對MCMIS-LCEs供能可靠性的動態(tài)影響，針對設(shè)備故障特點建立多狀態(tài)可靠性動態(tài)量化評估模型;然后，在互聯(lián)系統(tǒng)供能可靠性約束、運行約束等條件下，建立考慮碳減排、充能時間與供能成本協(xié)同的MCMIS-LCEs多目標優(yōu)化模型。
圖1 MCMIS-LCEs拓撲結(jié)構(gòu)圖
研究人員將傳統(tǒng)獨立運行的充能型多能源微網(wǎng)與MCMIS-LCEs進行算例對比，驗證其有效性和經(jīng)濟性。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)方法相比，MCMIS-LCEs考慮各微網(wǎng)間的互補特性，通過電能、氫氣、天然氣聯(lián)絡(luò)線進行交互，能夠提高新能源汽車和多種負荷的用能可靠性。而且，MCMIS-LCEs中多能源微網(wǎng)間高效協(xié)調(diào)運行，可降低新能源汽車的充能時間、提升垃圾資源化利用率、系統(tǒng)的運行靈活性，并且能夠為配電網(wǎng)提供更多的電能調(diào)節(jié)能力和碳減排調(diào)節(jié)能力。
研究人員最后表示，充能型多能源微網(wǎng)群互聯(lián)協(xié)調(diào)優(yōu)化后能夠降低各微網(wǎng)的運行成本，有效提高整體互聯(lián)系統(tǒng)的收益，在未來充能站的建設(shè)發(fā)展中具有較好的應(yīng)用前景。
本文編自2022年第23期《電工技術(shù)學(xué)報》，論文標題為“計及供能可靠性動態(tài)約束與碳減排的充能型微電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化模型”。本課題得到國家重點研發(fā)計劃資助項目的支持。
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