Low-Carbon Economic Dispatch Based on Ladder Carbon Trading Virtual Power Plant Considering Carbon Capture Power Plant and Power-to-Gas

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.23089

Abstract

Abstract:

Under the background of energy complementarity and low-carbon economy, virtual power plant (VPP) is an effective carrier for achieving optimal allocation of regional resources and new energy consumption. At the technical level,the CO₂ recycling through carbon capture power plant (CCPP) and power-to-gas (P2G) conversion devices was realized, a CCPP-P2G coupling model was established, and a price based demand response model considering user satisfaction on the load side was introduced. In terms of low-carbon policy, the ladder carbon trading mechanism was introduced into VPP to constrain carbon emissions. Then, with the goal of minimizing the total cost, a low-carbon economic dispatch model for VPP was established. By setting different scheduling scenarios for comparison, the effectiveness of the model in low-carbon economy operation of VPP was verified, and the impact of carbon trading parameters on the carbon emissions and costs of VPP was explored through sensitivity analysis. The results show that the model has guiding significance for VPP low-carbon economic scheduling.

Key words: virtual power plant (VPP), carbon capture power plant (CCPP), power-to-gas (P2G), ladder carbon trading, optimized dispatching

CLC Number:

TK 01

Zhenyu ZHAO, Xinxin LI. Low-Carbon Economic Dispatch Based on Ladder Carbon Trading Virtual Power Plant Considering Carbon Capture Power Plant and Power-to-Gas[J]. Power Generation Technology, 2023, 44(6): 769-780.

Figures/Tables 16

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类别	参数	数值
火电机组	最大输出功率/MW	55
	最小输出功率/MW	10
	煤耗系数	a=0.01
		b=172
		c=4 167
	实际碳排放强度/(t/MW)	1.06
碳捕集单元	碳捕集效率	0.6
	固定能耗/MW	0.015
	最大功率/MW	2
P2G设备	最大运行功率/MW	3
	CO₂消耗量/(t/MW)	0.2
	运行成本/元	137
	设备转换效率	0.6
碳存储设备	最小容量/t	0
	最大容量/t	100
	损耗系数	0.3
	单位碳存储价格/(元/t)	33

类别	参数	数值
火电机组	最大输出功率/MW	55
	最小输出功率/MW	10
	煤耗系数	a=0.01
		b=172
		c=4 167
	实际碳排放强度/(t/MW)	1.06
碳捕集单元	碳捕集效率	0.6
	固定能耗/MW	0.015
	最大功率/MW	2
P2G设备	最大运行功率/MW	3
	CO₂消耗量/(t/MW)	0.2
	运行成本/元	137
	设备转换效率	0.6
碳存储设备	最小容量/t	0
	最大容量/t	100
	损耗系数	0.3
	单位碳存储价格/(元/t)	33

类型	电价/[元/(MW·h)]	时段
谷时段	0.197	01：00—05：00
平时段	0.512	05：00—10：00；16：00—19：00；23：00—24：00
峰时段	0.930	11：00—15：00；20：00—22：00

类型	电价/[元/(MW·h)]	时段
谷时段	0.197	01：00—05：00
平时段	0.512	05：00—10：00；16：00—19：00；23：00—24：00
峰时段	0.930	11：00—15：00；20：00—22：00

场景	外购电	CCPP发电	碳存储	P2G	风光发电	弃风弃光	碳交易	总成本
1	0	10 814	—	—	17 285	7 379	11 618	47 011
2	3 270	10 665	7 380	-241	19 750	3 915	1 622	46 361
3	3 218	10 347	7 056	-251	19 967	3 548	1 412	45 297
4	2 984	10 411	6 951	-263	20 089	3 315	1 493	44 980