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考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行.pdf

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资源描述

1、现代电子技术Modern Electronics TechniqueNov.2023Vol.46 No.222023年11月15日第46卷第22期0 引 言随着“3060 双碳目标”的提出,近年来我国风电装机容量不断增加,如何促进风电更好的消纳是亟待解决的问题1。同时随着我国经济迅速发展,城镇化水平显著提升,城市垃圾的产生量不断增长,为了破解“垃圾围城”带来的困扰,采用具有“资源化、无害化、减量化”优势的垃圾焚烧发电技术代替传统的垃圾堆肥、填埋等处理方式,是目前对于垃圾处理最为绿色环保的方法2。当前,实现风电高比例消纳的主要研究方法是把风电与氢储能相结合。文献3中构建了一种风氢耦合发电系统,并

2、通过相应的能量管理控制策略,对系统中风DOI:10.16652/j.issn.1004373x.2023.22.016引用格式:杨鹏程,赵洪峰,渠敬河.考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行J.现代电子技术,2023,46(22):8995.考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行杨鹏程,赵洪峰,渠敬河(新疆大学 电气工程学院,新疆 乌鲁木齐 830017)摘 要:为了实现对风电的更好消纳,同时降低现有垃圾焚烧电厂的碳排放水平,将富氧燃烧技术应用到垃圾焚烧中。首先,设计一种利用风电制氧的富氧焚烧垃圾发电系统,并对其运行机理进行阐述;其次,通过系统内风电机组、电解槽、空分装置、储氢罐、储氧

3、罐、富氧焚烧垃圾发电厂、碳捕集装置、电储能的协同运行,以周期内系统运行净利润最大作为目标,各子系统运行参数为约束条件,建立了考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行模型;最后,设置4种不同的系统运行方案进行对比,在 Matlab环境下,利用 CPLEX 求解器和 Yalmip工具箱进行仿真求解。结果验证了所提优化运行模型的合理性及有效性,不仅可以减少弃风,提升新能源利用效率与系统的运行经济性,还实现了富氧焚烧垃圾发电厂的低碳排放。关键词:风电消纳;富氧燃烧技术;垃圾发电;碳捕集;CPLEX;双碳目标;弃风惩罚中图分类号:TN87634;TM73 文献标识码:A 文章编号:1004373X(2

4、023)22008907Optimal operation of oxygenrich waste incineration power generation system considering wind power consumptionYANG Pengcheng,ZHAO Hongfeng,QU Jinghe(School of Electrical Engineering,Xinjiang University,Urumqi 830017,China)Abstract:In order to achieve better absorption of wind power,and re

5、duce the carbon emission level of existing waste incineration power plants.Oxygenrich combustion technology is applied to waste incineration.An oxygenrich waste incineration power generation system using wind power to produce oxygen is constructed,and its operating mechanism is described.By means of

6、 the coordinated operation of wind turbine,electrolytic cell,air separation device,hydrogen storage tank,oxygen storage tank,oxygenrich waste incineration power plant,carbon capture device and electric energy storage in the system,an optimal operation model of an oxygenrich waste incineration power

7、generation system considering wind power consumption is established by taking the maximum net profit of the system operation within the cycle as the target,and the operation parameters of each subsystem as the constraint condition.Four different system operation schemes are set for comparison.In Mat

8、lab environment,CPLEX solver and Yalmip toolbox are used for the simulation solution.The results can verify the rationality and effectiveness of the optimized operation model,which can not only reduce wind abandonment,improve the efficiency of new energy utilization and system operation economy,but

9、also realize zero carbon emission of the oxygenrich waste incineration power plant.Keywords:wind power consumption;oxygen rich combustion;waste incineration;carbon capture;CPLEX;dual carbon targets;abandon wind punishment收稿日期:20230401 修回日期:20230510基金项目:国家自然科学基金项目(51762038);新疆自治区自然科学基金项目(2022D01C21)8

10、989现代电子技术2023年第46卷电、电解水制氢、超级电容储能、氢氧燃料电池出力进行合理调度,实现了系统上网功率平滑可控,同时提高了风电消纳水平。文献4在将大型新能源消纳设备的负荷特性作为考量指标的基础上,提出一种煤风氢能源网综合调度优化策略,该策略在保证煤风氢能源网对于风电更好消纳的同时,提升了消纳设备和机组的运行经济性。而围绕着垃圾焚烧发电,目前学术界开展了大量研究。我国垃圾分类起步晚、进展慢,总体来说还处于较低水平,城市生活垃圾中厨余垃圾比例高,含水量多、热值偏低。为保证垃圾焚烧电厂点火及焚烧过程中炉膛温度的恒定,其运行过程中需额外添加一定的辅助燃料5。另一方面,垃圾焚烧电厂的主要目的

11、是解决“垃圾围城”带来的环境污染问题,由于生活垃圾成分复杂,空气焚烧发电的同时会释放出较多的有害气体67。虽然目前对于垃圾焚烧发电过程所排烟气进行净化处理的技术已经很成熟,但烟气处理所需能耗较高,占垃圾焚烧电厂总发电量的 25%左右2,且垃圾及辅助燃料燃烧过程中89会产生大量的 CO2,需要承担较高碳排成本。因此,垃圾焚烧电厂的运行成本相对较高。富氧燃烧技术作为碳捕集技术的主流方法之一10,是将O2和回流烟气中CO2的混合气体输入燃烧室,用来代替火电厂常规燃烧所需的空气组分,从而使得其与常规燃烧过程差异极大。富氧燃烧排出的烟气主要成分是 CO2和 H2O,经过干燥处理,其烟气中 CO2浓度可以

12、达到85.0%以上,更易于CO2压缩净化装置进行捕获,有效降低了碳捕集成本11。同时,富氧燃烧技术由于釆用了O2和 CO2混合组分的氧化剂参与燃烧,燃烧更加充分、效率更高、烟气排放量更小,有效抑制了 NOX等有害气体的生成12。基于以上背景和研究,本文将富氧燃烧技术引入垃圾焚烧发电厂中,为此构建了一种利用风电制氧的富氧焚烧垃圾发电系统(Oxygenrich Incineration Waste Power Generation System Using Wind Power to Produce Oxygen,OIWPWPPO),提出了考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行模型。以电能、氢

13、能、氧能作为主要运行能流,结合弃风惩罚机制、碳交易机制,做到了富氧焚烧垃圾发电系统更好地消纳风电,提升了新能源利用效率与系统运行经济性,实现了富氧焚烧垃圾电厂的低碳排放。1 利用风电制氧的富氧焚烧垃圾发电系统1.1 系统结构本文构建的 OIWPWPPO 包括 6个子系统,分别为风 电 系 统(Wind Power System,WP)、氢 能 系 统(Hydrogen Energy System,HE)、空 分 制 氧 系 统(Air Separation Unit,ASU)、富氧焚烧垃圾发电厂(Oxygenrich Incineration Waste Power Plant,OWP)、碳捕

14、集系统(Carbon capture system,CC)以及电储能系统(Electric Energy Storage System,ES)。其中,风电系统与富氧焚烧垃圾电厂为利用风电制氧的富氧焚烧垃圾发电系统的两大核心供能部分,二者共同为电解水制氢设备、空分装置、碳捕集系统以及电负荷供电,其系统结构如图 1所示。图1 利用风电制氧的富氧焚烧垃圾发电系统运行机理:风电系统、富氧焚烧垃圾电厂为氢能系统中主要装置电解槽提供电力,电解槽电解水制取氢气,实现将电能转化成氢能供给氢用户,电解产生的副产物即氧气以及由空分装置提供的氧气一起供给富氧焚烧垃圾电厂,富氧焚烧垃圾电厂以城市生活垃圾作为燃料,O2

15、和回流烟气中 CO2的混合气体作为助燃剂,经过预热后进入焚烧炉进行燃烧,将垃圾中蕴含的化学能转变为热能,通过给锅炉内的水加热变为高温蒸汽,90第22期进入汽轮机后推动其做功,从而带动发电机转动发出电能。此发电方式实现了垃圾电厂富氧焚烧发电,提高了烟气中 CO2的浓度。富氧焚烧垃圾电厂排放的高浓度CO2(85.0%以上)通过碳捕集装置回收封存。其中储氢罐储氧罐起一个调节作用,当制取的氢氧过盛时将多余氢气和氧气储存在储气罐中;当氢气氧气不足时由储气罐辅助供氢供氧,从而保证了供氢供氧的稳定性。电储能系统起到源荷解耦的作用,当风电无法及时消纳时,电储能系统进行储电;当电负荷较高时,电储能开始放电,进而

16、减少弃风,实现了对风电的更好消纳,使得系统运行更加优化。1.2 OIWPWPPO各子系统出力模型1.2.1 WP模型风电出力与风电装机容量和出力系数有关,其数学模型可表示为:PWP=WPPWP,R(1)式中:PWP表示风电场实际出力;WP为风电出力系数,表示风电实际输出功率与额定功率比值;PWP,R为风电场的额定功率。1.2.2 HE模型电解槽是电解水制氢的核心设备。考虑到风电的不确定性,本文选择具有不稳定电能条件下安全可靠制氢能力的 PEM 电解槽,并且假设电解槽不与外界发生热交换,运行期间制氢转化效率始终保持为恒定值13。其输入功率与产氢速率的关系为:qHE,H2=PHEHE(2)产氧速率

17、可表示为:qHE,O2=0.5PHEHE(3)式中:qHE,H2、qHE,O2分别为电解槽制氢速率和制氧速率;HE为电解槽电解效率;PHE为电解槽的输入功率;为单位电量电解水产氢量,取0.2 m3/(kWh)。1.2.3 ASU模型空气分离系统(Air Separation Unit,ASU)简称空分,是利用空气中各组分气体间的物理特性差异,使用不同的方法从空气中分离出氧气、氮气等的过程。空分制氧系统功率与其产氧速率成正比10,两者之间关系如下:PASU=EASU qASU,O2(4)式中:PASU和qASU,O2分别为空气分离制氧系统能耗和单位时间产生氧气量,单位为m3/h;EASU为 AS

18、U 制造单位氧气所需能耗,取0.303 kWh/m3。1.2.4 OWP模型富氧焚烧垃圾发电机组输出功率与其耗氧量的关系为:qOWP,O2=POWP(5)式中:qOWP,O2、POWP、分别为富氧焚烧垃圾电厂总耗氧量、富氧焚烧垃圾电厂输出功率、富氧焚烧垃圾电厂单位功率耗氧量,取900 m3/MW。1.2.5 CC模型本文碳捕集方法采用富氧燃烧捕集与化学溶剂吸收法相配合,其能耗为单独富氧燃烧捕集能耗的 65%左右13。碳捕集能耗为:PCC=CCqCC,inPCC,ele(6)式中:PCC为碳捕集能耗,单位为MW;PCC,ele为捕集单位CO2所需电能,单位为MWh/t;qCC,in表示单位时间流

19、入碳捕集系统的CO2流量,单位为t;CC为碳捕集率,取95%。1.2.6 ES模型电储能装置储电功率14表达式如下:EES(t)=EES(t-1)(1-)+ESCPESC(t)-PESD(t)ESD(7)式中:EES(t)、PESC(t)、PESD(t)分别为电储能在t时段末的蓄电量、充、放电功率;、ESC、ESD分别为电储能自身电能损耗率、电储能的充、放效率,本文分别取=0.001,ESC=ESD=95%。该模型考虑到了电储能装置自身功率损耗。2 考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行模型2.1 目标函数本文提出的考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行模型主要从系统运行经济性、风电消

20、纳和碳减排等方面考虑,以周期内系统运行净利润最大化作为目标函数,以风电出力、富氧焚烧垃圾电厂出力、电储能充放电功率、电解槽能耗、空分装置能耗、碳捕集能耗等为决策变量。其目标函数如下:F=maxt=1T()C1+C2-C3-C4(8)式中:F为总成本;C1为氢能系统售氢收益;C2为富氧焚烧垃圾系统碳交易收益;C3为碳捕集系统捕集二氧化碳后的运输封存成本;C4为弃风惩罚成本。C1=kH2 qH2,sell()t(9)式中:kH2为 H2售卖的固定价格,取 3.5元/m3;qH2,sell()t为t时刻售氢量。富氧焚烧垃圾电厂在运行时相比于普通垃圾焚烧电厂,具有更加环保、绿色、低碳的优点,其可通过出

21、售富余的碳排放配额取得相应的经济收益。碳交易收益表达如下:C2=kCO2(QQ(t)-qact,cd(t)(10)杨鹏程,等:考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行91现代电子技术2023年第46卷QQ(t)=CPELOWP(t)(11)式中:kCO2为碳交易价格,单位为元/t;QQ(t)为t时刻富氧焚烧垃圾电厂的碳排放配额;C为单位电量的碳排放基准额度,单位为t/(MW h);PELOWP(t)为富氧焚烧垃圾电厂净出力;qact,cd(t)为 t时刻富氧焚烧垃圾电厂实际排放CO2流量。C3=gCO2 qCC(t)(12)式中:gCO2为封存单位 CO2的固定价格,取 30元/t;qCC(

22、t)为t时刻碳捕集系统实际捕获CO2的量。C4=PWP,ab(t)(13)式中:为弃风惩罚价格,取400元/(MWh);PWP,ab(t)为t时刻弃风功率。2.2 约束条件本文所提考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行模型的约束条件主要包括以下几部分。2.2.1 电功率平衡约束PWP(t)+POWP(t)=PHE(t)+PASU(t)+PCC(t)+PEL(t)+PESC(t)(14)2.2.2 氢氧流量平衡约束qHE,H2(t)+qdis,H2(t)=qsell,H2(t)+qsto,H2(t)(15)qHE,O2(t)+qdis,O2(t)+qASU,O2(t)+qsmore,O2(t

23、)=qOWP,O2(t)+qsto,O2(t)(16)式中:qdis,H2、qsto,H2、qsell,H2分别为单位时间内储氢罐放氢量、储氢量以及氢能系统稳定供给氢负荷的量;qdis,O2、qsto,O2、qsmore,O2、qOWP,O2分别为单位时间内储氧罐放氧量、储氧量、回流烟气中氧气量以及富氧焚烧垃圾电厂耗氧量。2.2.3 富氧焚烧垃圾电厂机组出力及爬坡约束 WOWP=t=124POWP(t)WmaxOWPPOWP(t)=PHEOWP(t)+PASUOWP(t)+PCCOWP(t)+PELOWP(t)POWP,down POWP(t+1)-POWP(t)POWP,upPOWP,min

24、 POWP(t)POWP,max(17)式中:WOWP为富氧焚烧垃圾电厂日总出力,因其每日所处理的垃圾是由政府部门根据其装机容量协调提供的,垃圾总量上较为稳定,故其出力具有恒定性15;WmaxOWP为富氧焚烧垃圾电厂日总出力上限;PHEOWP、PASUOWP、PCCOWP、PELOWP分别为由富氧焚烧垃圾电厂提供的电解槽功率、空分装置功率、碳捕集功率及电负荷出力;POWP,down、POWP,up、POWP,min、POWP,max分别为富氧焚烧垃圾发电机组最大下坡速率、最大上坡速率、最小及最大输出功率。2.2.4 弃风约束为了减少风电场弃风,弃风功率应满足下式的约束。PWP,ab(t)=PW

25、P,pre(t)-PWP(t)0 PWP,ab(t)PWP,pre(t)(18)式中:PWP,ab、PWP,pre分别为风电弃风功率、预测出力。2.2.5 最大最小出力约束 0 PWP(t)PWP,R0 PHE PHE,R0 PASU(t)PASU,R0 PCC(t)PCC,R(19)式中:PWP,R、PHE,R、PASU,R、PCC,R分别为风电额定功率、电解槽额定功率、空分装置额定功率及碳捕集系统额定功率。2.2.6 储气系统约束qst,i(t)=qst,i(t-1)+1 t qsto,i(t-1)-qdis,i(t-1)2 t0 qsto,i(t)stoCcap,i0 qdis,i(t)

26、disCcap,iqsto,i(t)=1qdis,i(t)=010%Ccap,i qst,i(t)90%Ccap,iqst,i(0)=qst,i(24)qst,init,i=initCcap,iSOCi(t)=qst(t)Ccap,i(20)式中:qst,i、qsto,i、qdis,i分别为储气罐的储气量、储气流量、放气流量;1、2分别表示储气罐充、放效率,均取 97%;t为时间间隔,取1 h;Ccap,i为储气罐容量,i=1,2,当i为1时代表储氢罐,为2时代表储氧罐;sto、dis分别为最大储、放流量系数,均取0.3;为布尔变量,用来表示储气罐 储 放 状 态;qst,init,i为 储

27、气 罐 初 始 储 气 量,取qst,init,i=0.3Ccap,i;init为储气罐初始容量系数,取init=0.3;SOC为储气罐电池荷电状态,表示储气罐的实际储气量和其容量之比。2.2.7 电储能约束 0 PESC(t)PESC,maxESC(t)0 PESD(t)PESD,maxESD(t)0 ESC(t)+ESD(t)1EES(0)=EES(24)EES,min EES(t)EES,maxSOCES(t)=EES(t)CES(21)式中:PESC,max、PESD,max分别为电储能充、放电功率最大值,92第22期取PESC,max=PESD,max=0.5CES;因电储能实际工作

28、中不可能存在既充电又放电现象,故设置布尔变量ESC(t)、ESD(t)对电储能充放电状态进行约束,二者分别表示t时刻电储能是否充放电,是则置,否则取;EES、EES,min、EES,max分别为电储能的储电量、实际运行中储电容量最小值、最大值;SOCES、CES分别为电储能电池荷电状态及容量。2.2.8 碳捕集约束PCC(t)=CC qCC,in(t)PCC,eleqact,cd(t)=qgen,cd(t)-qCC(t)-qre,cd(t)qre,cd(t)=re qgen,cd(t)0 qCC,in(t)qgen,cd(t)(22)式中:PCC,ele为碳捕集系统捕获单位 CO2的能耗;qC

29、C,in为流入碳捕集系统的CO2量;CC为碳捕集系统捕获CO2的效率;qact,cd、qgen,cd、qre,cd分别为富氧焚烧垃圾电厂实际排放的、总产生量及其回流烟气中所含有的 CO2量;re为富氧垃圾焚烧电厂烟气回流比。3 算例分析3.1 算例仿真方案设定本文设定了 4 种不同的富氧焚烧垃圾发电系统运行方案进行比对分析:方案 1中系统含有电储能、储氧罐的同时,内部各用电单元电能供给采用联合供电方式,即电解槽、ASU、碳捕集系统所需的电能由风电及富氧焚烧垃圾发电厂同时供给;方案 2中不含电储能,其他与方案 1相同;方案 3中含有电储能、储氧罐,但内部各用电单元的电能供给只来源于风电,富氧焚烧

30、垃圾电厂发出的电能只供给电负荷;方案 4中不含储氧罐,其他同方案1。4 种方案中,为了实现风电的更好消纳,作为能量储存单元的电储能只储存风电场发出的电能,电负荷用电由风电和富氧焚烧垃圾发电厂及电储能系统共同提供。4种不同的系统运行方案如表1所示。表1 4种不同的系统运行方案方案1234电储能联合供电储氧罐采用的算例参数为:以某地区额定装机容量为120 MW的风电场、100 MW富氧焚烧垃圾电厂为例。其中富氧焚烧垃圾电厂日总发电量为1 500 MWh,最大、最小出力分别为100 MW、60 MW,爬坡上下限速率均为40 MW/h,其单位出力烟气排放强度取0.96 t/(MWh)。运行周期为24

31、h,时间尺度为1 h。富氧焚烧垃圾电厂富氧燃烧时,其混合气中的 O2与烟气比例为 1 1,富氧焚 烧 垃 圾 电 厂 产 生 的 烟 气 中 CO2、O2占 比 分 别 为89.986%与 4.025%,进 入 烟 气 回 收 系 统 烟 气 比 例 为13.41%。氢负荷需求为固定值1 800 m3/h。风电机组预测出力曲线如图2所示。图2 风电机组预测出力曲线3.2 算例仿真结果及分析为验证所提优化模型的合理性和有效性,在Matlab环境下,利用 Yalmip 工具包和 CPLEX 优化求解器进行仿真。分别得到富氧焚烧垃圾发电系统在 4种不同运行方案下优化运行结果,并进行对比分析,如表2所

32、示。3.2.1 4种不同运行方案下系统优化运行结果分析由表2可知,方案1中风电总出力最大,风电消纳最多,弃风率仅为0.36%,且系统净收益最高为30.21万元,相比方案 2、3、4 分别增加了 24.83%、22.36%、21.86%,故方案 1中电储能、联合供电、储氧罐联合优化运行效果最好。由于富氧焚烧垃圾电厂每日所处理的垃圾是由政府部门根据其装机容量协调提供的,日处理的垃圾总量较为稳定,其总出力及实际二氧化碳排放量具有恒定性。4种对比方案中仅系统结构和供电方式有所差别,并不会影响碳捕集系统的效率,故表 2中 4种方案下的每日碳捕集量也完全相同,均为 165.08 t。本文通过将富氧燃烧技术

33、应用到垃圾焚烧电厂中,从而使富氧焚烧垃圾电厂的碳排放率降低至 0.67%,极大地减少了垃圾焚烧电厂的碳排放量。综上可知,本文所构建的利用风电制氧的富氧焚烧垃圾发电系统对于提高风电消纳和减少碳排具有很好的效果。3.2.2 方案1优化运行结果下的电功率和氧氢流量及 电储能充放电平衡分析系统运行时的电功率、氧氢流量及电储能充放电平衡曲线见图3图6。杨鹏程,等:考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行93现代电子技术2023年第46卷由图3图6可知,在整个时段内氢负荷对于氢气的需求量恒定,电解槽制取的 H2多余时通过储氢罐储存,不足时由电解槽联合储氢罐共同向氢负荷提供,从而实现氢气的稳定供应。图3

34、方案1电功率平衡曲线图4 方案1氧流量平衡曲线在 00:0010:00时段,电负荷处于低谷,需求水平不高,富氧焚烧垃圾电厂由于出力平稳,氧气需求也较为稳定,风电和富氧焚烧垃圾电厂供电给电解槽及ASU制氢制氧。在保证系统供氧供氢稳定的基础上,为了更好地实现风电消纳,储氢罐储氧罐以及电储能装置SOC处于高位水平。在 11:0021:00 时段中,电负荷虽然在 15:0018:00 间出现了低谷,但其相比一天中其他时段,电负荷依然处于较高水平。当风电与富氧焚烧垃圾电厂无法单独满足系统供氧供氢和电负荷电力需求,此时作为可控出力单元的富氧焚烧垃圾电厂出力增大,富氧焚烧所需的氧气需求量也相应增加,系统增大

35、制氧功率,且储氢罐放气量及电储能向电负荷放电量不断增加,以此保证了氢负荷和电负荷的供给平衡。在 22:0024:00时段,电负荷再次处于低谷,系统为了更多地实现风电消纳,增加储氢储氧及电储能储电量。由此可见,本文方案1中优化运行方案结果较为合理,在保证了系统电氢氧供需平衡的基础上减少了弃风,同时实现了富氧焚烧垃圾系统的低碳排放。图5 方案1氢流量平衡曲线图6 方案1电储能充放电平衡曲线4 结 论本文在“3060双碳目标”以及我国城镇化进程加速表2 4种不同运行方案下系统运行结果方案1234风电总出力/MW1 781.271 625.881 638.281 645.95风电净出力/MW1 096

36、.921 167.44785.071 037.93富氧电厂总出力/MW1 5001 5001 5001 500富氧电厂净出力/MW1 279.911 212.961 500.001 336.10风电场弃风率/%0.368.808.107.93碳排放率/%0.670.670.670.67碳捕集量/t165.08165.08165.08165.08实际碳排放量/t8.698.698.698.69弃风惩罚成本/万元0.266.275.785.67系统净收益/万元30.2124.2024.6924.7994第22期带来的“垃圾围城”的背景下,针对风电弃风现象严重及现有垃圾焚烧发电厂面临的碳减排困境和排

37、放成本过高问题,将富氧燃烧技术应用到现有的垃圾焚烧电厂中,提出了一种考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行模型。该模型通过协调优化系统内部风电、富氧焚烧垃圾电厂、电储能等各子系统之间的出力,在实现富氧焚烧垃圾发电厂低碳排放的同时,最大限度消纳了风电,减少了弃风。在未来研究工作中,将进一步深入探讨不同容量大小的储气罐及电储能对系统优化运行的影响。参考文献1 崔丽瑶,刘怀东,刘豪,等.基于氢能经济的电网大规模风电消纳模式J.电力系统及其自动化学报,2022,34(2):108115.2 周任军,徐健,王仰之,等.利用市场交易奖惩措施的风电垃圾焚烧虚拟电厂优化运行J.电力系统及其自动化学报,20

38、20,32(10):9096.3 邓浩,陈洁,腾扬新,等.风氢耦合系统能量管理策略研究J.太阳能学报,2021,42(1):256263.4 魏繁荣,随权,林湘宁,等.考虑制氢设备效率特性的煤风氢能源网调度优化策略J.中国电机工程学报,2018,38(5):14281439.5 屈建龙.垃圾焚烧现状及焚烧炉型的技术比较J.科技创新与应用,2017(4):122.6 李永生.生活垃圾焚烧烟气净化处理技术的应用J.低碳世界,2019,9(7):5657.7 REN X,XU X,XIAO Y,et al.Effective removal by coagulation of contaminant

39、s in concentrated leachate from municipal solid waste incineration power plants J.Science of the total environment,2019,685:392400.8 钱兵,李军,冯冬燕.垃圾焚烧烟气深度处理工艺及案例分析J.能源环境保护,2016,30(5):3840.9 刘军,李全功,廖义涵,等.垃圾焚烧电厂焚烧炉余热锅炉性能及 NOx排放J.浙江大学学报(工学版),2020,54(5):10141021.10 崔杨,曾鹏,仲悟之,等.考虑富氧燃烧技术的电气热综合能源系统低碳经济调度J.中国电

40、机工程学报,2021,41(2):592608.11 孟明,包志永,陆林,等.考虑富氧燃烧技术的含光热发电与垃圾焚烧虚拟电厂协调优化调度J/OL.华北电力大学学报(自然科学版),2022:112 20220817.https:/ DF TfNIQg3jDSs5d0OKoZ71RTk&uniplatform=NZKPT.12 李树森.城市固体生活垃圾O2/CO2燃烧发电厂流程仿真模拟与优化D.北京:北京交通大学,2015.13 袁铁江,曹继雷.计及风电负荷不确定性的风氢低碳能源系统容量优化配置J.高电压技术,2022,48(6):20372044.14 孙惠娟,刘昀,彭春华,等.计及电转气协同的含碳捕集与垃圾焚烧虚拟电厂优化调度J.电网技术,2021,45(9):35343545.15 周任军,陈溢,阳卫伟,等.含烟气储存装置的风电垃圾焚烧虚拟电厂双阶段优化调度J.中国电力,2019,52(2):7884.作者简介:杨鹏程(1991),男,安徽阜阳人,硕士研究生,研究方向为电力系统运行优化。赵洪峰(1978),男,山东聊城人,博士,教授,研究方向为电力系统、高电压与绝缘技术。渠敬河(1996),男,山东菏泽人,硕士研究生,研究方向为可再生能源发电。杨鹏程,等:考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行95

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