Page 53 - 《中国电力》2026年第3期
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覃育茗等：考虑富氧燃烧技术与需求响应的工业园区综合能源系统优化调度                                            2026  年第 3 期



              DOI：10.11930/j.issn.1004-9649.202507026           术，在所有燃煤电厂碳捕集技术中，富氧燃烧技

                                                                术捕集成本较低，燃烧循环的效率得到了提高，
              0    引言                                           平准化度电成本较低，克服了燃烧后捕集技术的
                                                                缺点   [21] 。文献  [22] 研究了含富氧燃烧电厂（oxy-
                  随着全球变暖问题的不断加剧，降碳减排已                           fuel combustion power plant， OCPP） 的  IES  在 不 同
              成为全球共同面临的紧迫课题。为此，中国政府                             优化策略中的表现。文献              [23] 研究了富氧燃烧-风
              在第   75  届联合国大会上提出了“双碳”目标，即                       电-光伏联合运行的模型的经济性，证明了所提模
              在  2030  年碳排放达到峰值，在           2060  年前实现碳         型的经济性。上述文献虽然考虑将                   OCPP  用于优
              排放中和 。从不同行业从业人员的研究来看，                             化调度，但往往采用比较简单的模型，未能考虑
                       [1]
              低碳政策的施行有如下好处：1）通过碳配额交                             到富氧燃烧技术带来的热效率变化和碳排放以及
              易的合理引导，刺激降碳减排技术不断发展，进                             耗氧量与发电量之间的非线性关系，与实际结果
              而推动经济发展 ；2）对清洁能源的利用进行鼓                            存在较大偏差，且未能全面发挥工业园区                       IES  的
                             [2]
              励，不断提高清洁能源的利用率 ；3）低碳政策                            降碳潜力。
                                             [3]
              的施行通过降低对传统化石燃料的依赖，从侧面                                 电转氢技术（P2H）是将电力转化为氢气燃
              推动了能源安全的发展 ；4）另外，低碳政策还                            料的技术，是电转气技术（power-to-gas，P2G）的
                                    [4]
              推动了环境保护的发展 。                                      前置部分。在        IES  中引入  P2H  技术，可以有效消
                                    [5]
                  在此背景下，综合能源系统（integrated energy                纳多余的新能源，该技术具有显著的应用潜力。
              system，IES）得益于其多能耦合、多能互补、联                        通过引入天然气掺氢燃烧技术，还能实现氢气的
              合调度运行的特点 ，能够有效降低用能过程中                             高品位利用，同时降低燃气设备的碳排放                      [24] 。但
                                [6]
              的碳排放 ，实现降本增效 ，因而受到了广泛关                            是，以往的研究没有考虑到               P2G  过程中   P2H  部分
                                       [8]
                       [7]
                                       [9]
              注。IES   是未来城市的基础 ，可以为城市提供高                        的副产物，即氧气的利用价值。富氧燃烧技术与
              效、可靠、低碳的能源供应，研究                   IES  的低碳运       P2H  技术结合，可以拓宽富氧燃烧技术中的氧气
              营具有重要的现实意义            [10] 。大量研究人员提出了             来源，降低富氧燃烧技术的耗氧压力。
              不同的    IES  降低碳排放方案，包括大力发展新能                          需求响应是荷侧参与           IES  互动的重要方式，文
              源 以 减 少 化 石 燃 料 的 使 用     [11] 、 改 良 工 业 低 碳 技    献  [25] 提出了一种基于        Stackelberg  博弈的需求响
              术  [12] 、发展新能源汽车技术实现低碳交通                [13] 、发   应模式，降低了         IES  的运营成本。文献         [26] 构建
              展绿色低碳建筑        [14] 、完善政策引导等      [15] 。          了需求响应弹性矩阵，通过参与需求响应，减少
                  针对   IES  中的主要碳排放源——火电机组的                     了  IES  的用能需求，降低了碳排放。需求响应具
              降碳减排，目前已有许多调度层面的研究，其中                             有从荷侧实现降碳减排的潜力，实现了更高的能

              最受关注的方案是燃烧后捕集技术。文献                      [16] 提    源利用效率，但是以上研究并没有与源侧的降碳
              出了一种考虑        P2G  与燃烧后捕集电厂耦合的调度                  方案结合进行，未能最大程度发挥                   IES  的降碳减
              模型，实现了降碳减排。文献                [17] 对含有燃烧后          排潜力。
              捕集设备电厂的         IES  进行了全生命周期碳排放优                     考虑到上述文献中的不足，本文做出了以下
              化调度，阐释了         IES  从源头进行降碳减排的建设                 改进。
              方式。文献      [18] 建立了燃烧后捕集技术和选择性                        1）针对上述文献采用的             OCPP  模型不够精确
              催化还原技术的         IES，并通过碳交易及          NOX  排放      的问题，基于燃煤机组的碳耗特性进行分析，得
              惩罚对    IES  进行调节，降低了        IES  的污染物排放。          到更准确的      OCPP  耗氧排放模型。
              文献   [19] 在热电联产的       IES  中引入燃烧后捕集系                 2）针对上述文献中没有考虑富氧燃烧技术对
              统和   P2G  系统，通过碳交易进一步降低了                 IES  的   热效率的影响问题，本文考虑了富氧燃烧带来的
              运行成本。但是，燃烧后捕集技术存在捕集能耗                             机组效率提升，并对其进行建模。
              高、设备体积大、捕集容量低等缺点                   [20] 。             3）针对上述文献未能充分发挥                IES  降碳减排
                  富氧燃烧技术是一种非常有潜力的碳捕集技                           潜力的问题，本文构建了源荷双侧协调降碳的优

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