包廣清，王建輝

（1.西南石油大學 電氣信息學院，四川 成都 610500；2.蘭州理工大學 電氣工程與信息工程學院，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

為了實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，電力行業(yè)要求實現(xiàn)低碳化［1-2］。綜合能源系統(tǒng)（integrated energy system，IES）作為多能聯(lián)供系統(tǒng)，可以提高能源利用效率和可再生能源消納率，從而實現(xiàn)系統(tǒng)低碳經濟運行［3-4］。

電轉氣（power-to-gas，P2G）作為電-氣耦合點，可將多余可再生能源轉換為天然氣［5］，提高可再生能源消納能力。例如：P2G 可將過剩風電轉化為甲烷，提高風電消納［6］；將P2G 與熱電聯(lián)產機組、儲能系統(tǒng)聯(lián)合運行，可以提高熱電聯(lián)產在多能源系統(tǒng)中的靈活性和經濟性［7］。P2G 分電制氫階段和天然氣合成階段2 個階段。電制氫效率為60 %～80 %［8］，天然氣合成效率約為60 %［9］，單純的氫能甲烷化會影響氫能效。氫氣熱值約為143 MJ／kg［10-11］，高于甲烷的50.07 MJ／kg［9］，且氫能無污染，因此電制氫產生的氫能可選擇通過氫燃料電池（hydrogen fuel cell，HFC）進行熱、電轉化［12-13］。文獻［14］將P2G、HFC和儲氫罐進行聯(lián)合建模，實現(xiàn)了氫能的精細化利用。文獻［15］提出了由風電、電解槽和HFC 組成的風制氫系統(tǒng)，該系統(tǒng)在滿足電負荷的同時，可將剩余電量用于制氫，并在負荷增加時將其轉換為電能。因此可以考慮將HFC 配置于P2G 氫能環(huán)節(jié)，實現(xiàn)再造電、熱能和P2G 的靈活性運行。當然，P2G 氫能通常用于合成天然氣，然而天然氣合成階段需要碳源，這增加了碳成本。碳捕集系統(tǒng)（carbon capture system，CCS）可捕獲CO2，將CCS 作為P2G 碳源。在實際情況下，CCS 大多與發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合運行，構成具有碳捕集能力的發(fā)電單元參與IES 優(yōu)化調度［16-17］。文獻［18］建立了燃氣電廠-P2G 組合系統(tǒng)，該系統(tǒng)最大優(yōu)點之一是能夠現(xiàn)場回收CO2供P2G 利用，從而減少碳排放，其整體模型也體現(xiàn)了碳的無轉運過程。文獻［19］基于熱電聯(lián)產、P2G、CCS建立聯(lián)合運行系統(tǒng)，實驗結果表明：當熱電聯(lián)產機組單獨運行時，系統(tǒng)將排放974.8 t 的CO2；當熱電聯(lián)產機組、P2G、CCS 聯(lián)合運行時，系統(tǒng)將排放818.7 t 的CO2，這相當于吸收了177.65 t的CO2用于P2G過程，吸收率為18.2 %。

CCS 與發(fā)電單元的聯(lián)合運行雖然可以作為P2G的穩(wěn)定碳源，然而CCS 會影響發(fā)電單元運行。CCS的引入會改變原機組設備結構與運行工況，造成約1/5 的能量損失［20］。此外CCS 運行會消耗機組發(fā)電功率，影響機組發(fā)電收益。文獻［18-19］分別基于燃氣電廠和熱電聯(lián)產機組的發(fā)電功率平衡方程推導得到系統(tǒng)對外輸出功率能力，這雖然能擴大系統(tǒng)輸出功率范圍，提高系統(tǒng)靈活性，但實際上犧牲了機組發(fā)電收益。同時，P2G、CCS 和發(fā)電機組之間是基于電功率平衡約束的弱耦合關系，而CCS 與P2G 是基于甲烷合成反應的碳-氫強耦合過程。相較于碳-氫耦合過程，更容易對電功率耦合進行解耦，因此可將CCS 與P2G 作為整體模型進行單獨分析。這樣，對于整體模型的用電需求就可以進行靈活調整，從而降低對發(fā)電機組的影響；而對于整體模型的碳需求，也可以根據碳排放約束進行靈活控制。

因此，本文擬將P2G、CCS、HFC 作為整體系統(tǒng)進行分析，該整體系統(tǒng)中會存在氫能平衡耦合關系和碳-氫耦合關系。如何利用2 種耦合關系對系統(tǒng)進行整體建模與分析呢？以往研究中，典型成果為熱電聯(lián)產的建模分析方式。熱電聯(lián)產中的燃氣輪機存在燃氣平衡約束，基于此平衡約束，可從熱、電角度總結如下2 種熱電聯(lián)產建模分析方式：“以熱定電”與“以電定熱”［21］。2 種建模分析方式表征出不同的系統(tǒng)運行特性。實際生產中，2 種運行方式會應用于不同場景，并表現(xiàn)出不同的運行效果。同樣，文獻［19］基于電能平衡約束對熱電聯(lián)產、P2G 和CCS 進行整體分析，該建模過程可歸納為“以P2G 和CCS 運行功率定系統(tǒng)整體輸出功率”建模分析方式。因此，結合上述P2G、HFC、CCS 的組合方式，可以考慮基于P2G 的氫能平衡約束，研究其整體建模分析過程，并進行多能量耦合分析。

總結來看，上述討論可總結為“系統(tǒng)設備組合”和“系統(tǒng)分析方式”2 類問題，即用設備配置和分析方式來進一步優(yōu)化系統(tǒng)資源配置。因此，本文建立P2G、HFC 與CCS 的設備組合，同時基于氫能平衡約束挖掘系統(tǒng)整體建模分析方式。而這種設備組合形式以及基于氫能平衡約束的分析方式，目前的研究成果中幾乎沒有涉及。為此，本文首先構建P2GCCS-HFC（P2G with CCS and HFC，PCH）聯(lián)合運行框架。然后按照“以氣定熱”建模方式，將聯(lián)合運行框架轉化為PCH 整體模型。最后，考慮PCH、熱電聯(lián)產、燃氣鍋爐和儲能設備構建IES 低碳優(yōu)化模型，并通過實際算例驗證PCH 對促進低碳運行的有效性。

1 PCH聯(lián)合運行框架

圖1展示了PCH 聯(lián)合運行框架。圖中天然氣合成階段會受到碳源影響，因此可將CCS 引入P2G 的天然氣合成環(huán)節(jié)。同時，為提高氫能利用率，可將HFC 引入P2G，這樣可充分利用多余氫能，減輕以氫能為介質的電制氫和天然氣合成耦合性。

圖1 PCH聯(lián)合運行框架Fig.1 Framework of joint operation of PCH

聯(lián)合運行框架中，電制氫階段可將電能轉化為氫能，一部分氫能與CO2合成天然氣，另一部分氫能可以通過HFC 轉化為熱能和電能。同時CCS 可以捕獲CO2用于天然氣合成，從而減少CO2的間接排放。各設備簡化模型［10］的具體表達式見附錄A式（A1）—（A7）。

2 “以氣定熱”的整體建模過程

圖1 中，各設備不僅需滿足自身運行約束，還需滿足氫能平衡約束，即式（1）。

式中：P為t時刻電制氫階段的產氫功率；P為t時刻天然氣合成階段的耗氫功率；P為t時刻HFC耗氫功率。

對于碳流，本文假設輸入電能為煤電（燃煤發(fā)電）、氣電（燃氣發(fā)電）性質，因此碳源按照輸入電能進行折算，如式（2）所示。

式中：E為t時刻碳排放功率；a1、b1、c1為碳排放因子；P為t時刻電制氫的耗電功率；P為t時刻HFC 產電功率；P為t時刻CCS 電功率；為t時刻PCH 整體模型的實際碳排放功率；C為t時刻CCS吸收CO2的功率。

根據圖1，電制氫階段作為氫能來源，可將其容量設定為系統(tǒng)容量，稱之為容量設備。當電制氫過程處于某一運行狀態(tài)時，由于氫能平衡約束的存在，天然氣合成過程和HFC 就氫能使用量展開競爭，即一方運行狀態(tài)將決定另一方運行狀態(tài)，本文將起決定性作用的設備稱之為決定設備。在容量設備已知的情況下，不同決定設備決定了系統(tǒng)的運行規(guī)則和建模過程，而不同運行規(guī)則與建模過程下的整體模型將呈現(xiàn)出不同的端口能量耦合性。當天然氣合成階段作為決定設備，HFC、CCS 作為附屬設備時，天然氣合成的運行狀態(tài)將決定HFC 和CCS 的運行狀態(tài)；當HFC 作為決定設備，天然氣合成、CCS 作為附屬設備時，HFC 的運行狀態(tài)將決定天然氣合成和CCS 的運行狀態(tài)；當CCS 作為決定設備，天然氣合成、HFC 作為附屬設備時，CCS 的運行狀態(tài)將決定天然氣合成和HFC的運行狀態(tài)。

由于篇幅有限，下文將著重分析天然氣合成過程作為決定設備，HFC、CCS 作為附屬設備時的系統(tǒng)整體建模過程，并將該建模過程命名為“以氣定熱”過程。在“以氣定熱”過程中，電制氫階段產生的氫能主要用于合成天然氣，剩余氫能用于HFC 轉化為電、熱能。

電制氫作為容量設備，將其耗電功率作為電制氫輸入變量，則其區(qū)間如式（A1）所示。天然氣合成過程作為決定設備，將其輸出天然氣功率作為決定變量，由式（A2）可得決定變量及其約束區(qū)間，如式（3）所示。

式中：P為t時刻天然氣合成階段的產氣功率；PMR，max為耗氫功率上限；ηMR為天然氣合成階段能量轉換效率。

然后通過電制氫輸入變量和決定變量確定HFC、CCS運行區(qū)間。

聯(lián)立式（A1）—（A3）和式（1），得到HFC 運行區(qū)間，如式（4）所示。

式中：ηEL為電制氫階段能量轉換效率；PEL，max為電制氫耗電功率上限。

聯(lián)立式（A4）和式（3），即可得到CCS 運行約束，如式（5）所示。

式中：χ為吸收系數；?為碳-氣轉換效率。

最后推導端口能量耦合方程及能量區(qū)間。

1）推導端口電-氣耦合性。

端口電功率可表示為：

式中：P為t時刻PCH端口電功率。

將式（A1）—（A4）和式（1）代入式（6），即可得到端口電-氣耦合方程，其具體等價轉化過程見附錄B式（B1）和式（B2）。為方便分析，將端口電-氣耦合方程與決定變量區(qū)間聯(lián)立，如式（7）所示。

式中：η為HFC電能轉化效率。

根據式（7），由于氫能平衡約束和設備運行約束，當電制氫輸入變量和決定變量處于不同子區(qū)間時，耦合方程形式將發(fā)生變化，具體可分為如下4 個階段。

階段1：電制氫輸入變量和決定變量處于式（8）所示的子區(qū)間。

此階段下電制氫運行功率低于天然氣合成最大運行功率，電制氫運行功率將隨天然氣合成運行功率的增加而增加。此階段下電制氫產生的氫能將全部用于天然氣合成，直至天然氣合成運行點達到最大。此時需滿足如式（9）所示的氫能平衡約束，其表示電制氫的產氫功率等于天然氣合成的耗氫功率，HFC耗氫功率為0。

將式（8）、（9）代入式（7），得到階段1 的電-氣耦合方程，如式（10）所示。

階段2：電制氫輸入變量和決定變量處于式（11）所示的子區(qū)間。

此階段下電制氫運行功率大于天然氣合成最大運行功率，天然氣合成處于最大運行功率點。此階段下隨著電制氫運行功率的增加，其產生的多余氫能將用于HFC，直至電制氫達到最大運行功率。此時的氫能平衡約束如式（1）所示。

將式（11）代入式（7），得到階段2 的電-氣耦合方程，如式（12）所示。

階段3：電制氫輸入變量和決定變量處于式（13）所示的子區(qū)間。

此階段下電制氫處于最大運行功率，隨著天然氣合成運行點的變化，氫能將在天然氣合成和HFC之間相互轉化。

將式（13）代入式（7），得到階段3 的電-氣耦合方程，如式（14）所示。

階段4：電制氫輸入變量和決定變量處于式（15）所示的子區(qū)間。

此階段下天然氣合成過程不運行，電制氫產生的氫能將全部用于HFC。

將式（15）代入式（7），得到階段4 的電-氣耦合方程，如式（16）所示。

綜上所述，整體模型端口的電-氣耦合特性為4 個階段的分段函數，不同階段代表整體模型的不同運行狀態(tài)，將其用圖像表征，得到如附錄B 圖B1所示的端口電-氣耦合特性圖。

2）分析端口熱-電-氣耦合性。

端口熱能功率為式（A3）所示的氫-熱轉換公式。將式（A1）、（A2）、（1）、（7）代入式（A3），即可得到端口熱-電-氣耦合方程，如式（17）所示，其具體等價轉化過程如附錄B式（B3）所示。

式中：P為t時刻HFC 產熱功率；η為HFC 熱能轉化效率。

根據端口電氣耦合特性的4個階段，端口熱-電-氣耦合特性也分為4個階段。

階段1：決定變量和端口電量處于式（18）所示的子區(qū)間。

此階段下，電制氫產生的氫能將全部用于合成天然氣，HFC 運行功率為0，因此整體模型端口熱功率為0。

階段2：決定變量和端口電量處于式（19）所示的子區(qū)間。

此階段下，電制氫產生的多余氫能將用于HFC，直至電制氫達到最大運行功率。

將式（19）代入式（17），得到階段2的熱-電-氣耦合方程，如式（20）所示。

階段3：決定變量和端口電量處于式（21）所示的子區(qū)間。

此階段下，電制氫處于最大運行功率，HFC的運行狀態(tài)隨天然氣合成的變化而變化。

將式（21）代入式（17），得到階段3的熱-電-氣耦合方程，如式（22）所示。

階段4：決定變量和端口電量處于式（23）所示的子區(qū)間。

此階段下天然氣合成不運行，電制氫產生的氫能將全部用于HFC。

將式（23）代入式（17），得到階段4的熱-電-氣耦合方程，如式（24）所示。

綜上所述，整體模型的端口熱-電-氣耦合特性為4個階段的分段函數，如附錄B圖B2所示。

3）分析整體模型碳排放量。

在“以氣定熱”模式下，碳排放量與整體模型端口電量以及天然氣合成的運行狀態(tài)相關。聯(lián)立式（2）、（6）、（A2），得到碳排放方程，如式（25）所示。

由電-氣耦合方程可知，將決定變量和電制氫輸入變量的不同子區(qū)間代入式（25），可得到4 個階段的分段二次函數碳排放方程，為簡便起見，本文不再贅述。由碳排放方程可繪制出碳排放曲線圖，如附錄B圖B3所示。

綜上所述，PCH 整體耦合模型在“以氣定熱”模式下，式（A1）、（3）分別為整體模型電制氫輸入變量和決定變量約束，式（7）、（17）分別為整體模型端口電-氣耦合方程、熱-電-氣耦合方程及其約束，式（25）為碳排放方程。根據以上推導過程，可將聯(lián)合運行框架轉化為PCH整體模型。

3 IES優(yōu)化調度模型

為驗證“以氣定熱”下的PCH 整體模型對低碳運行的貢獻度，結合風電機組、熱電聯(lián)產、燃氣鍋爐和儲能設備，構成了綜合能源供應系統(tǒng)，滿足電、熱、氣負荷需求，如圖2所示。

圖2 IES優(yōu)化調度模型Fig.2 Optimal scheduling model of IES

3.1 目標函數

綜合考慮IES 購能成本fen，buy、碳交易成本fco2和棄風成本fcwind，構建以運行總成本F最小為目標的低碳經濟調度模型，目標函數如式（26）所示。

1）購能成本。

2）碳交易成本。

利用碳交易機制模型來核算碳排放成本。該模型中，如果IES 碳排放量大于碳排放配額，則需在碳交易市場中購買碳排放權，否則可出售碳排放權。碳交易機制模型主要包含碳排放權配額模型和實際碳排放模型。

a）碳排放權配額模型。

本文IES 中的碳排放源主要有上級購電、燃氣鍋爐、熱電聯(lián)產3 類。目前我國主要采用的配額方法為無償配額，并且本文假設上級購電均來源于燃煤機組發(fā)電。

式中：Ee，buy、Eg分別為上級購電和IES 燃氣設備的碳排放權配額；P為t時刻熱電聯(lián)產的耗氣功率；Pt為t時刻燃氣鍋爐的耗氣功率；χe、χg分別為燃煤機組單位電力消耗、燃氣機組單位天然氣消耗的碳排放權配額［22］。

b）實際碳排放模型。

式中：EIES，a、Ee，buy，a分別為IES、上級購電的實際碳排放量；Eg，a為熱電聯(lián)產和燃氣鍋爐的實際碳排放量；a2、b2、c2為耗氣型供能設備的碳排放計算參數［23］。

求得IES 的碳排放權配額及實際碳排放量，即可求得實際參與碳交易市場的碳排放權交易額，具體如下：

式中：EIES為IES的碳排放權交易量。

因此，可以得到碳交易成本為：

式中：λ為碳交易價格［23］。

3）棄風成本。

式中：acwind為棄風成本系數；P為t時刻系統(tǒng)棄風功率。

3.2 約束條件

1）風電出力約束。

式中：P為t時刻風電消納功率；Pwind，max為風電輸出功率上限。

2）PCH 模 型 與 約 束 見 式（A1）、（3）、（7）、（13）、（25），各設備爬坡約束見式（A1）—（A4）。

3）熱電聯(lián)產、燃氣鍋爐、儲能設備模型與約束［10］見式（A5）—（A7）。

4）電能平衡約束。

考慮到風電功率具有較大隨機性和波動性，為減輕主網壓力，本文不考慮IES 向上級電網售電，電能平衡約束如下：

式中：P為t時刻熱電聯(lián)產的產電功率；P為t時刻儲電設備輸出電功率；P為t時刻電負荷功率。

5）熱能平衡約束。

式中：P為t時刻燃氣鍋爐的產熱功率；P為t時刻熱電聯(lián)產的產熱功率；P為t時刻儲熱設備輸出熱能功率；P為t時刻熱負荷功率。

6）天然氣平衡約束。

式中：P為t時刻儲氣設備輸出氣功率；P為t時刻天然氣負荷功率。

4 算例分析

為驗證所提PCH 整體模型及IES 模型的有效性，設置算例進行驗證。以一天24 h 為周期進行優(yōu)化調度，IES 內部各設備參數見附錄C 表C1，分時電價見附錄C 表C2，各種負荷與風電出力預測數據見附錄C 圖C1。使用YALMIP 建立IES 數學模型，在MATLAB R2017a 環(huán)境下使用CPLEX 求解器求解優(yōu)化函數。

為分析PCH 的效果，本文設置了如下3 種場景進行分析比較：場景1，IES不含P2G、CCS 和HFC；場景2，IES 包含P2G、CCS 和HFC；場景3，IES 包含采用“以氣定熱”方式的PCH模型。

3 種場景下的最優(yōu)能量規(guī)劃見附錄D 圖D1—D3。圖3 為3 種場景下的風電功率消納圖?？梢钥闯觯冢?0:00，07:00］和（23:00，24:00］高風電時段，場景1 下IES 存在棄風現(xiàn)象，且在03:00 時達到最大棄風功率648.8 kW。場景2、3 下風電消納能力得到提升，說明P2G、CCS 和HFC 增強了剩余風電功率的消納能力。

圖3 風電功率消納量對比Fig.3 Comparison of wind power consumption

圖4 為3 種場景下的IES 購氣量。可以看出，系統(tǒng)在場景2、3 下表現(xiàn)出更低的購氣需求。這是因為在場景2、3 下，P2G 將剩余風電功率轉化為天然氣功率以彌補系統(tǒng)氣能需求，壓縮了IES 購氣量，有效降低了IES 購氣成本。進一步對比場景2 和場景3，在“以氣定熱”下，天然氣合成階段的天然氣輸出功率增大，進一步降低了系統(tǒng)購氣量。

圖4 購氣量對比Fig.4 Comparison of gas purchase

下面著重對比場景2和場景3下的氣、熱能變化情況，以分析“以氣定熱”的優(yōu)勢。圖5為場景2和場景3下天然氣合成階段輸出的天然氣功率，圖6為場景2和場景3下HFC輸出的熱功率。

圖5 天然氣合成階段輸出的天然氣功率Fig.5 Output gas power in natural gas synthesis stage

圖6 HFC輸出的熱功率Fig.6 Output heat power of HFC

由圖5 可見，場景2 和場景3 下天然氣功率曲線的變化趨勢基本相同，但區(qū)間不同，天然氣合成在場景3 下具有更大的運行面積。結合圖3 可知，“以氣定熱”會提高天然氣合成的運行靈活性，間接提高其運行優(yōu)先級。

由圖6 可見，熱功率曲線的變化趨勢基本相同，但響應時間不同。HFC 在場景2 下表現(xiàn)為正常響應，在場景3 下表現(xiàn)為超前響應。首先說明HFC 的正常響應。由于HFC 的能量轉化效率高于天然氣合成效率，因此HFC 具有更高的能量優(yōu)先級。具體表現(xiàn)為：當系統(tǒng)整體運行工況下降時，HFC的響應滯后于天然氣合成過程；當系統(tǒng)整體運行工況提升時，HFC 超前于天然氣合成過程。在如圖5、6 所示的場景2 下，系統(tǒng)工況改變時，天然氣合成過程在05:00率先響應，而HFC 在09:00 響應。其次說明HFC 的超前響應。在“以氣定熱”下，HFC 與天然氣合成進行同步響應。在如圖5、6所示的場景3下，HFC跟隨天然氣合成在05:00進行了超前響應。這說明“以氣定熱”會降低HFC 運行優(yōu)先級，間接提高天然氣合成運行優(yōu)先級。

綜上所述，可總結出：在整體建模中，設置優(yōu)先級低的控制變量會提升該設備運行區(qū)間，同時提升設備運行優(yōu)先級。下面從碳排放量和成本角度驗證其優(yōu)勢。

圖7 為3 種場景下的碳排放量曲線。對比場景1 — 3 可知，P2G、CCS 和HFC 參與IES 優(yōu)化調度會降低系統(tǒng)碳排放量，這主要體現(xiàn)在CCS 會吸收系統(tǒng)碳源來合成天然氣，從而減少系統(tǒng)碳排放量。結合圖5 對比場景2 和場景3 可知，天然氣合成階段的運行區(qū)間對系統(tǒng)碳排放有很大影響，主要體現(xiàn)在當天然氣合成運行區(qū)間較大時，系統(tǒng)會排放更少的碳，而在天然氣合成運行區(qū)間較小時，系統(tǒng)會排放更多的碳。這是由于天然氣合成和CCS 具有碳-氫強耦合作用，使得天然氣合成運行區(qū)間決定著CCS碳吸收功率的大小。因此，在“雙碳”背景下，有必要采用“以氣定熱”的方式擴大天然氣合成運行區(qū)間，從而降低系統(tǒng)碳排放量。

圖7 碳排放量對比Fig.7 Comparison of carbon emissions

IES 的碳排放量和運營成本如表1 所示?？梢钥闯觯噍^于場景1，場景2、3下IES具有更低的總成本。一方面，在場景2 下，P2G、CCS 和HFC 參與IES優(yōu)化調度，可降低系統(tǒng)棄風成本和購氣成本，同時降低系統(tǒng)碳排放量，減少碳排放成本。這主要是因為P2G 會將剩余風能轉化為天然氣，同時CCS 吸收系統(tǒng)碳源。另一方面，在場景3 下，采用“以氣定熱”方式，天然氣合成的運行區(qū)間和能量優(yōu)先級得到提升，進一步釋放天然氣合成能力和CCS 碳吸收能力，進一步降低系統(tǒng)購氣成本和碳排放量。

表1 3種場景下的IES效益對比Table 1 Comparison of IES benefits under three scenarios

5 結論

本文從P2G、CCS、HFC 聯(lián)合運行角度出發(fā)，通過“以氣定熱”建模方式，構建PCH 整體模型，并結合熱電聯(lián)產機組、燃氣鍋爐、儲能設備、風電機組，構建IES 低碳經濟調度模型，通過研究分析，得出如下結論。

1）將P2G 與CCS、HFC 聯(lián)合運行，細化考慮P2G兩階段運行過程，可促進風電功率消納，同時HFC可分擔部分熱電聯(lián)產、燃氣鍋爐供能需求，降低燃氣鍋爐、熱電聯(lián)產的碳排放水平，減少碳排放量。

2）“以氣定熱”建模方式下，將P2G 與CCS、HFC聯(lián)合運行模型轉化為PCH 整體模型，可以有效實現(xiàn)IES 低碳經濟運行目標。在不增加系統(tǒng)運行負擔的情況下，通過在建模過程中實現(xiàn)設備優(yōu)先級的調配，不但可以實現(xiàn)碳的有效吸收，而且可以減少IES 系統(tǒng)總碳排放量，實現(xiàn)碳成本和購能成本的大幅度下降。

后續(xù)研究可以考慮將PCH 模型作為獨立主體，參與電力交易市場與碳交易市場，以尋求低碳經濟運行最優(yōu)化。此外，本文僅考慮天然氣合成過程作為決定設備的“以氣定熱”方式，后續(xù)將研究不同決定設備下的整體建模過程，以此來研究系統(tǒng)間不同運行模式下的優(yōu)化問題；同時，P2G 的電制氫階段與CCS 的碳吸收過程會釋放大量熱能，本文未對此進行考慮，后續(xù)研究可借助其詳細模型進行聯(lián)合分析。

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