基于场景分析的含P2G装置电气能源系统协同优化

殷作洋，赵银波，杨景茜，李顺，高红均，刘俊勇

(1.国网四川省电力公司广安供电公司，四川省广安市 638000；2.四川大学电气工程学院, 成都市 610065)

0 引 言

随着人类社会的不断发展，能源利用的危机日益凸显，以能源互联网为核心的第三次工业革命正在兴起[1-3]。其中，天然气以清洁、储量巨大的特征被广为关注，研究天然气系统与电力系统间的耦合关联关系具有实际意义。此外，风电装机容量的不断提升，大量的弃风现象限制了其应用和发展，多能源系统的耦合有望提升风电的利用率。

传统天然气系统和电力系统分开运行、单独调度、能源利用效率低。现有研究主要通过燃气轮机机组[4-5]和电转气(power to gas，P2G)技术将电-气系统进行耦合关联，特别是近年来逐渐成熟的电转气技术，通过将电力系统中多余的电能转化为氢气或天然气，注入到天然气网络系统中，提高了系统对于清洁能源的消纳能力，将传统的单向气转电的运行模式，转化为闭环流动的双向互动电-气耦合系统[6-7]。

针对含P2G装置的电-气综合能源系统的协调优化已有一定的研究报道[8-9]，文献[8]建立了含 P2G 的电-气耦合系统协同优化规划模型，文献[9]构建了气电互联虚拟电厂多目标优化模型，并将需求响应技术与电转气技术结合，具有协同削峰填谷效应。但现有文献对天然气系统的网络潮流建模均不够详尽，文献[10]为提高计算效率，牺牲一定的模型精确性，采用线性方法求解，建模太简单。文献[11-12]采用智能优化算法处理天然气潮流非线性边界约束条件，但往往容易陷入局部最优解。……