计及碳捕集和储氢容量协同优化的综合能源系统低碳调度

摘要

为满足低碳能源需求的日益增长，协调低碳技术的优化配置、实现系统经济性与低碳性的统一，构建了一个计及碳捕集、绿氢和蓝氢储能的综合能源系统模型，通过仿真分析研究了碳捕集、氢储能容量优化及多能协同运行对系统总成本和碳排放的影响。引入阶梯式碳交易机制建立低碳调度模型，对碳排放量进行动态约束。构建双层模型以优化氢储能容量配置，上层模型以全生命周期综合投资费用最小为目标，下层模型以系统总运行费用最小为目标，用遗传算法和混合整数线性规划相结合求解。仿真结果表明，碳捕集技术和碳交易机制的作用下，碳排放量降低了24.3%,系统总成本降低了9.5%。引入蓝、绿氢协同机制可以显著提升系统对可再生能源的消纳能力，惩罚成本降低了92.7%。采用优化后的氢储能容量进一步使系统总成本降低了1.54%,碳排放量降低了10.18%,为实现多能协同推动能源结构转型提供了新的思路。

关键词

综合能源系统 / 碳捕集 / 氢储能 / 阶梯式碳交易

基金资助

国家自然科学基金重点资助项目（52336009）