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远程微电网的可持续电力、供热和天然气调度,结合电池更换站和燃料限制

来源:JLG电瓶       2026-08-11 22:37:01       点击:
电动汽车的电池充电是一个耗时的过程。不过,换电站(BSS)提供快速的周转。由于柴油使用量逐渐减少,柴油发电机(DGs)发电时经济使用柴油成为主要关注点之一。本文提出了远程微电网集成BSS的电力、热能和天然气调度的可持续性,考虑了碳捕获和需求侧不确定性,无论是否使用柴油约束。MG包括小型水电站(SHPP)、风力发电机(WGs)、PVT面板、DGs、生物质燃热热电联产装置(BFMCU)、微抽水蓄能(MPHES)、BSS和热能储存系统。科罗拉多2 从DG和BFMCU收集的氢气,以及电解槽产生的氢气,用于产生甲烷,以满足天然气需求。 需求响应计划(DRP)用于平滑各种需求,如电力、供能和天然气需求。采用自组织分层粒子群优化器,具有时间变化加速度系数、微分演化和灰狼优化,用于解决三种不同场景的问题。

简介

全球人口和工业发展增加了热能、电力和天然气需求。热能、电力和天然气需求的增加、化石燃料减少以及生态问题促使建设了MG。MG是一个小型低压系统。MG [1] 由多种分布式能源、储能系统及可控负载组成。
迄今为止,化石燃料工厂是二氧化碳(CO)的主要来源2) 导致全球变暖的排放。为了减少全球变暖,我们已经采取了努力,尽可能实现全球脱碳。现在在碳捕集系统[[2], [3], [4]]中,排放的一氧化碳2CCU采集的化石燃料厂和电解槽产生的氢气被用于生产甲烷,以满足天然气需求。
由于柴油的逐渐减少,柴油短缺成为全球主要关注点之一。柴油供应商对柴油供应合同施加了加强限制,而由柴油发电机发电的公用事业公司则被强制执行,以根据柴油供应情况重新安排发电时间。
热电联产是最节能的技术之一。微型热电联产[5,6]是一种微型热电联产系统。生物质是人类历史上最原始的能源来源,被认为是可再生能源(RES)。生物质是一种低价且本地可得的资源。利用生物质减少温室气体排放。BFMCU是经典MCU的进步,但它使用的设备与MCU相似。
换电[7,8]是充电耗尽电动车的一个主要且有前景的过程,即在几分钟内将未充满的电池与充满电的电池进行替换。
径向配电系统中旨在最小化整体实际功率损耗和节点电压偏差的最优电力对燃气(P2G)供电方法,见参考文献。[[9], [10], [11]].Chen 等人[12]利用DRP为燃气混合动力MG供电,包括热电联产、CCU和P2G技术。参考文献[13]提出了针对未来天然气和电力市场P2G容量渗透的风险控制最佳决策框架。HSU如何参与成本最小化程序的研究见参考文献[14]。
在[15]中,已全面概述了几种电解槽类型、其特点、优缺点及在可持续发电背景下的未来展望。能源领域的氢气生产、储存、运输和利用详见参考文献[16],提供了最新进展。参考文献[17]详细描述了计划将国家电网或太阳能光伏发电结合现场氢气车辆加注站的情况。MG集成混合氢电池储能的长期能源管理已在参考文献[18]中进行了研究。关于氢气通过可再生电力驱动电解、先进储能技术以及融入可再生能源系统的多个方面,详见参考文献[19]。参考文献[20]中,描述了氢气作为可再生能源枢纽中能源载体的角色,重点关注住宅综合体。见参考文献[21],成本与成本2同时优化并网混合可再生能源系统中的绿色氢气排放。参考文献[22]详细介绍了氢气在能源载体中的作用,涵盖全球碳中和使命、生产技术及工业应用。参考文献[23]中,燃料电池热电联产系统旨在提升医院建筑中的能源效率。燃料电池加氢站并网MG的能源管理及储藏功能已见参考文献[24]。
在[25]中,对可再生能源系统与燃料电池的整合以实现可持续发展进行了详细描述。
本研究讨论了远程MG综合BSS和DRP电力、供热和天然气的可持续调度,考虑碳捕获及需求侧不确定性,无论是否使用柴油限制。MG包括SHPPs、WG、PVT小组、WG、DGs、BFMCU、CCU、MPHES、TES和BSS。科罗拉多2从BFMCU和DGs中收集的氢气,电解槽产生的氢气被用于产生甲烷,以满足天然气需求。电力由终端用户、集成控制单元(CCU)、电解槽和BSS消耗。热能和天然气仅由终端用户消费。DRP用于平衡需求曲线并增强灵活性。通过包含被明确置信区间包围的更优变量估计,从而缩减了不确定性。通过应用置信区间包围的帐篷混沌映射,创建了不确定参数的自适应情景。
其目标是在远程MG综合BSS和DRP的24小时全天候期间,考虑碳捕集和需求侧不确定性(有无柴油约束)时,最大限度地降低电力-热-气体调度的总成本。HPSO-TVAC、DE以及GWO都被用来解决这个问题。