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面向可再生能源消纳的电转气系统建模与运行综述 1项目背景 转气技术（P2G）是可能实现可再生能源大规模消纳的重要技术手段。相较于传统储能技术，电转气技术存在绿色环保、储能容量大、产物易于利用等技术优势。最近，世界范围的电转气装机容量逐年上升，涵盖了不同种类的电解技术类型。针对电力系统和能源互联网研究领域所关心的电转气系统建模与运行问题，本文对电转气系统的主要核心技术和潜在应用做了简要综述，并按照从底层到顶层的方式对电转气接入电力系统的相关研究进展进行了的总结。 2研究方法 (1) 不同电解技术的对比分析 目前主流的电解技术包括碱性电解、质子交换膜电解、高温电解，他们有不同的技术与经济特点。 (2) 电解池和电转气系统的建模与控制 作为电转气系统的核心模块，电解池内有电、气、热等不同物理场的耦合，其建模是电转气系统研究的基础。基于电解池模型，可以进一步讨论考虑辅机模块的电转气系统本地优化与控制策略。 (3) 含电转气电网的运行优化 作为连接电网与气网的可控耦合节点，电转气系统为能源供给系统提供了灵活性资源，同时也对电网运行策略提出了新的要求。 3主要内容 （1）主要内容： 本文对电转气系统的主要技术类型和潜在应用进行了简要综述，并按照从底层到顶层的方式对电转气接入电力系统的相关研究进展进行了如下总结： 1）对目前主流的三种电解技术进行了技术和经济层面的综合对比； 2）总结了电解池本身模型研究和考虑辅机模块的电转气系统建模与控制方面的研究成果； 3）总结了接入电转气系统、与气网相耦合的电网优化运行方面的研究进展； 4）针对电转气系统建模与运行方面的未来研究方向提出了若干建议 。 2）主流的三种电解技术
（3）电解池经典电化学理论模型的的等效电路图
4 结论及后续研究 本文主要从建模与运行优化方面对电转气系统相关研究做了简要综述。电解池模型是电转气系统建模的核心基础，碱性电解、质子交换膜电解等低温电解池的模型已经相对完善，而高温电解池包含多种物理场的复杂耦合，其面向运行的控制模型仍需进一步研究。另外，电转气系统的本地优化控制方面的研究较少，其潜在可控性仍未被充分利用，尤其是高温电转气系统的辅机协调方面。在电转气系统的接入模型方面，已有研究大部分局限于将电、气按照固定效率耦合的功率转换模型和储能模型。未来，电转气系统的灵活控制与运行仍需进一步研究，来提高能源供给系统在常规运行和紧急情形下的高效性和安全性。 （编辑：Wendy） |
