<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Energy Res.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Energy Research</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Energy Res.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-598X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">767277</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fenrg.2021.767277</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Energy Research</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Modeling and Optimization of Integrated Energy System for Renewable Power Penetration considering Carbon and Pollutant Reduction Systems</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Zhang et&#x20;al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Low-Carbon Optimization of IES</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Guangming</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1312817/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Xie</surname>
<given-names>Peiran</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1369446/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>Shuhao</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Zhenyu</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1461982/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>Ming</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Tang</surname>
<given-names>Ningning</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Niu</surname>
<given-names>Yuguang</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Hong</surname>
<given-names>Feng</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources, North China Electric Power University</institution>, <addr-line>Beijing</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Key Laboratory of Power Station Energy Transfer Conversion and System, Ministry of Education, North China Electric Power University</institution>, <addr-line>Beijing</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1288267/overview">Zhi-Gang Su</ext-link>, Southeast University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/507713/overview">Minh Quan Duong</ext-link>, The University of Danang, Vietnam</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/892904/overview">Haibo Li</ext-link>, Tsinghua University, China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Feng Hong, <email>hongf@ncepu.edu.cn</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Smart Grids, a section of the journal Frontiers in Energy Research</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>17</day>
<month>12</month>
<year>2021</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2021</year>
</pub-date>
<volume>9</volume>
<elocation-id>767277</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>30</day>
<month>08</month>
<year>2021</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>10</day>
<month>11</month>
<year>2021</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2021 Zhang, Xie, Huang, Chen, Du, Tang, Niu and Hong.</copyright-statement>
<copyright-year>2021</copyright-year>
<copyright-holder>Zhang, Xie, Huang, Chen, Du, Tang, Niu and Hong</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these&#x20;terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>To address climate change and environmental pollution, an increasing number of renewable energy source generations are connected to the grid; meanwhile, the need for carbon capture and pollutant reduction for traditional energy has increased in urgency. In this study, the dispatch problem for an integrated energy system (IES) is expanded considering renewable penetration, carbon capture, and pollutant reduction. First of all, detailed models of carbon and pollutants reductions systems are set up. Specifically, the carbon capture system&#x2019;s characteristics, which contribute more flexibility for the conventional power plants, are clarified. In addition, the treatment process of pollutants containing SO<sub>2</sub> and NO<sub>x</sub> is elaborated. Moreover, the structure of an evolutionary IES containing pollutants treatment, battery and thermal energy storage, and carbon capture and storage systems are put forward. On this basis, the model of IES for renewable energy penetration and environmental protection considering the constraint of pollutant ultra-low emissions is set up. Finally, the simulation results show that the proposed approach can improve renewable energy penetration and restrain carbon and pollutants emissions.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>carbon reduction</kwd>
<kwd>pollutant reduction</kwd>
<kwd>renewable energy penetration</kwd>
<kwd>carbon capture and storage</kwd>
<kwd>pollutants ultra-low emission</kwd>
<kwd>integrated energy system</kwd>
</kwd-group>
<contract-sponsor id="cn001">Fundamental Research Funds for the Central Universities<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100012226</named-content>
</contract-sponsor>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>Introduction</title>
<p>Environmental pollution and carbon emissions have been receiving increasing attention in recent years. In 2015, the Paris Agreement proposed maintaining the global average temperature rise within 2&#xb0;C by the end of this century and making efforts to control it within 1.5&#xb0;C (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Paris agreement, 2015</xref>). Optimizing the energy supply structure and increasing the proportion of renewable energy generation can reduce carbon and pollutant emissions for the power plants.</p>
<p>With the large-scale development of renewable energy generation, such as wind turbine (WT) and solar photovoltaic (PV) (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Lu et&#x20;al., 2016</xref>), renewable energy resources (RESs) are gradually being accepted by the power grid due to their low pollutant emissions and carbon characteristics. However, the randomness and fluctuation of RESs also pose a severe challenge to the power system (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Sinsel et&#x20;al., 2020</xref>). The power system must be upgraded in terms of generation (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Chen et&#x20;al., 2019</xref>), transmission (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Rodr&#xed;guez et&#x20;al., 2014</xref>), distribution (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Bagheri and Jadid, 2021</xref>), and consumption (<xref ref-type="bibr" rid="B12">L&#xf6;schenbrand, 2021</xref>) to accommodate more RESs. In China, large-scale renewable energy installations are concentrated in the &#x201c;Three North Areas,&#x201d; where the proportion of combined heat and power (CHP) units is high (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Liu et&#x20;al., 2013</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Arya, 2019</xref>). As CHP units operate in the heat-dominated mode, which means that the heat load determines the electric power, the rate and magnitude of regulation are highly constrained (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Wu et&#x20;al., 2019</xref>). Meanwhile, the limited capacity of the grid to deliver electricity results in the curtailment of a portion of renewable energy to maintain a balance between the supply and demand of electricity.</p>
<p>Several efforts have been undertaken to solve the renewable energy curtailment. On the power supply side, deep peaking regulation is achieved by reducing the minimum electric power output of conventional power plants (CPPs) (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Yin et&#x20;al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B14">Ma et&#x20;al., 2019</xref>). For CHP units, introducing heat storage tanks, electric boilers, heat pumps, and other equipment can effectively increase the range of electric power regulation (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Liu et&#x20;al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B20">Wang et&#x20;al., 2021a</xref>). The increased range and depth of power output regulation can productively smoothen the wide range of renewable energy fluctuation. On the electricity demand side, large-scale electric vehicles can be recharged at night when renewable power generation is high (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Bayati et&#x20;al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B21">Wang et&#x20;al., 2021b</xref>). The dynamic electricity price policy (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Anees et&#x20;al., 2021</xref>) also influences the electricity consumption periods of users to ensure smooth and controllable load, thereby addressing the conflict of the load and renewable energy generation with the time&#x20;scale.</p>
<p>Generally, the energy supply sources, flexible regulation resources, and load demand are integrated into a system called the integrated energy system (IES) to coordinate the operation of various forms of power plants (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Wang et&#x20;al., 2018</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B9">Li et&#x20;al., 2019</xref>). The main task of the IES is to maintain the balance of the supply and demand of electricity and heat to minimize the operating cost of the system and the curtailment of RESs (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Dai et&#x20;al., 2019</xref>). Consequently, the economic dispatch of the IES is translated into mathematical planning with equation and inequality constraints. Then, a series of methods, such as particle swarm optimization (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Eladl and ElDesouky, 2019</xref>), robust optimization (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Zhou et&#x20;al., 2018</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B15">Nguyen et&#x20;al., 2020</xref>), and deep reinforcement learning (<xref ref-type="bibr" rid="B26">Zhang et&#x20;al., 2019</xref>), can be employed for dispatch.</p>
<p>As the penetration rate of renewable energy in the IES increases, the carbon emissions can be significantly reduced. In addition to increasing the proportion of renewable energy generation, the desulfurization, denitrification, and decarburization in CPPs are effective measures of environmental protection (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Zhang and Zhang, 2020</xref>). Desulfurization, denitrification, and decarbonization are achieved through the flue gas desulfurization (FGD), selective catalytic reduction (SCR) and carbon capture and storage (CCS) systems in coal-fired power units, respectively. On the one hand, as typical pollutant reduction systems, the operating costs of FGD and SCR systems are usually considered in IES scheduling. The costs of the pollutant reduction systems vary significantly for different pollutant emission requirements, which are ignored by most existing studies on IES dispatch. In fact, the costs of pollutants treatment are closely related to unit load and pollutant emission concentration requirements. On the other hand, the CCS system can separate the CO<sub>2</sub> in the flue gas after denitrification and desulfurization. The captured CO<sub>2</sub> can be stored in suitable locations by transportation (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Yao et&#x20;al., 2018</xref>). The combination of CCS and CPP can form a carbon capture power plant (CCPP), which can reduce carbon emissions substantially and reduce the minimum output of the power unit. However, most studies have configured the CCS system at maximum operating conditions. Although this can significantly reduce the carbon emissions of coal-fired units, it can cause significant energy consumption, which is not conducive to the flexible operation of the CCPP units. In addition, the flue gas desulfurization (FGD) and selective catalytic reduction (SCR) systems can separate the SO<sub>2</sub> and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> in flue gas, respectively. Most of the existing studies only consider the cost of pollutant emissions and do not analyze in detail the impact of ultra-low emissions on the pollutant treatment&#x20;cost.</p>
<p>In this study, on the one hand, we will thoroughly analyze the operating characteristics of CCPPs, including flexible operating ranges and capture consumption under different working conditions to achieve the dual purpose of reducing system cost and renewable energy curtailment. On the other hand, we will take the ultra-low pollutant emissions as constraints to study the relationship between the cost of pollutant emission reduction, operating conditions, and the concentration of pollutant emissions. In addition, an energy storage system (ESS) containing battery energy storage (BES) and thermal energy storage (TES) systems are introduced into IES as typical flexible regulation resources to provide more power regulation flexibility.</p>
<p>The rest of this paper is arranged as follows. <italic>Modeling of Carbon Reduction System</italic> analyzes the energy conversion characteristics of the carbon capture process and obtains the regulation capacity provided by the CCS system. <italic>Modeling of Pollutant Reduction System</italic> calculates the pollutant treatment cost with different pollutant emission concentrations. The analysis of these two parts provides the basis for flexible decarbonization and efficient pollutant reduction of the IES. <italic>Modeling of IES</italic> establishes the optimal dispatch model of the IES by calculating the operating cost and constraint of each subsystem. <italic>Case Study</italic> quantitatively analyzes the impact of carbon and pollutant reduction systems on the IES based on specific scenarios. The conclusion is drawn in <italic>Conclusion</italic>.</p>
<sec id="s1-1">
<title>Modeling of Carbon Reduction System</title>
<p>Carbon capture technologies include pre-combustion, oxygen-enriched combustion, and post-combustion. Among them, post-combustion capture has been widely used due to its low retrofitting cost and broad applicability and is thus adopted in this&#x20;study.</p>
</sec>
<sec id="s1-2">
<title>Process of Carbon Capture</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure&#x20;1</xref> shows the brief scheme of CCS. The cooled flue gas enters the absorber tower from the bottom and reacts chemically with the absorbent sprayed from the top. CO<sub>2</sub> is captured by the chemical absorbent inside the tower, and the flue gas is led out of the absorbent tower and exhausted to the atmosphere through a cooler unit. The CO<sub>2</sub>-rich absorber solution, which is called rich liquid, is pumped to the regeneration tower to separate CO<sub>2</sub>. The discharged CO<sub>2</sub> gas is liquefied, pressurized, and sealed. The separated solvent is re-boiled and pressurized for recycling. The energy supply of the reboiler comes from the extracted steam at the outlet of the immediate pressure cylinder. The exothermic steam is returned to the regenerative heating system of the CPP&#x20;unit.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Simplified scheme of CCS.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s1-3">
<title>Operating Cost of Carbon Capture System</title>
<p>The CCS system can consume and store the CO<sub>2</sub> exhausted by the power plants. Before studying the energy consumption of the CCS system, the total amount of CO<sub>2</sub> must be analyzed. The CO<sub>2</sub> exhausted from the units consists of two main components: one is generated through coal combustion, and the other is through the desulfurization process. The flow rate of CO<sub>2</sub> generated by the coal combustion process (<inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) can be calculated as follows:<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mtext>C</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mtext>C</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <italic>M</italic> is the relative molecular mass, <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the percentage of carbon element in the coal, <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the mass flow rate of the <italic>i</italic>th CCPP unit at time&#x20;<italic>t</italic>.</p>
<p>During the desulfurization process, the flow rate of the CO<sub>2</sub> generated by the desulfurization process is related to SO<sub>2</sub>. For per mol of SO<sub>2</sub> desulfurization, 1&#xa0;mol of CO<sub>2</sub> is produced. Therefore, the flow rate of the CO<sub>2</sub> generated by the desulfurization (<inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is calculated as follows:<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the mass flow rate of SO<sub>2</sub> of the <italic>i</italic>th CCPP unit at time&#x20;<italic>t</italic>.</p>
<p>Combined with the above equations, the amount of CO<sub>2</sub> emission (<inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) can be expressed as follows:<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The flow of flue gas entering the CCS system can be adjusted by the inlet regulating valve. If the valve&#x2019;s position is <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the flow of CO<sub>2</sub> discharged into the atmosphere (<inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is obtained as follows:<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the efficiency of the&#x20;CCS.</p>
<p>The decarburization efficiency and reboiler temperature are controlled in the carbon capture process by adjusting the lean liquid flow rate and the extraction steam flow rate (<xref ref-type="bibr" rid="B22">Wu et&#x20;al., 2018</xref>). Assuming that the decarburization efficiency remains unchanged, the extraction steam flow rate can be expressed by the captured CO<sub>2</sub> flow rate. The influence of the extraction steam flow rate on the electric power output can refer to the static analysis of the power-heat conversion of the CHP unit. Therefore, the electric power consumed by the carbon capture process (<inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) can be expressed as:<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the extraction steam flow rate required to capture a unit of carbon, <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the electric power corresponding to unit extraction steam&#x20;flow.</p>
<p>In addition, the start-up of the CCS system requires a power supply (<inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), which is independent of the unit&#x2019;s operating conditions and can be considered a constant. Thus, the net power output of CCPP unit (<inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) can be obtained as follows:<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the amount of electric power of the CCPP&#x20;unit.</p>
</sec>
<sec id="s1-4">
<title>Power-Carbon Characteristic</title>
<p>The relationship between the net electric power and flow rate of the captured CO<sub>2</sub>, called power-carbon characteristic, can be obtained in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#x20;2</xref>. In this figure, the area <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates the electric power adjustment range of the unit during the operation of the CCS system. <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates the maximum power output of the boiler in CCPP. As the flow rate of captured CO<sub>2</sub> increases, the net power output of CPPP will decrease, which is represented by the line <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#x20;2</xref>. At the point <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, all the flue gas will enter the carbon capture system for carbon absorption and removal, and the flow rate of CO<sub>2</sub> produced by combustion at this time is <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Consequently, the expression of line <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is:<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maximum power output of the <italic>i</italic>th&#x20;CCPP.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Power-carbon characteristic of the CCPP&#x20;unit.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g002.tif"/>
</fig>
<p>Similarly, the line <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> means that the boiler operates in the minimum load and the flow rate of CO<sub>2</sub> in the flue gas is <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. At this time, the relationship between the net power output of the unit and CO<sub>2</sub> flow rate can be expressed as:<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the minimum power output of the <italic>i</italic>th&#x20;CCPP.</p>
<p>It is noted that the CCS system has the maximum capture ratio at the line <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, that is, the regulating valve of the flue gas entered CCS system has the largest opening. As the capture ratio decreases, the line <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> moves to the left and coincides with <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when the capture ratio is zero. At any intermediate point, when the capture rate is <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the abscissas of the upper and lower boundary points of the CCPP are <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, whose abscissas are <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s1-5">
<title>Regulation Capacity of Carbon Capture Power Plant</title>
<p>Based on the above analysis, with the condition that the carbon capture rate is maintained constant during the entire power system dispatch, the spinning reserve capacities of CPP and CCPP at each carbon capture ratio can be obtained, which is shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#x20;3</xref>.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Relationship between spinning reserve capacity and carbon capture&#x20;ratio.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g003.tif"/>
</fig>
<p>It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#x20;3</xref> that when the carbon capture system is not added, the CPP unit has no additional power consumption and the adjustable capacity has been maintained at <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. After introducing the carbon capture system, the regulation capacity of the CCPP unit (<inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) will also change under different capture rate conditions, which can be expressed as:<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Eq. 9</xref>, it can be seen that if the carbon capture rate cannot be dispatched, the adjustment range of the unit will decrease as the capture rate increases. However, by adjusting the boiler load and the inlet flue gas regulating valve of the carbon capture system, the CO<sub>2</sub> emission flow rate can be reduced, and the net power connected to the power grid can be adjusted flexibly. <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure&#x20;4</xref> shows the maximum regulation capacities of CPP (<inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and CCPP (<inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). Through calculation, we can get:<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CPP</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Maximum regulation capacities of CPP and CCPP.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g004.tif"/>
</fig>
<p>Therefore, compared with CPP, CCPP has a broader power regulation range after introducing the carbon capture system, which provides more flexibility for the operation of the power system and is conducive to consuming more renewable energy.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s2">
<title>Modeling of Pollutant Reduction System</title>
<p>Many kinds of pollutants are produced by coal-fired power plants. Among them, SO<sub>2</sub> and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> have a substantial impact on the environment. To explore the treatment cost of pollutants, it is necessary to analyze the mass flow rates and concentrations of pollutants. The difference between the CHP unit and the CCPP unit is that the steam at the outlet of the medium pressure cylinder is used for heating or decarbonization. The basic principle of boiler combustion is the same. Therefore, we will take the CCPP unit as an example for analysis.</p>
<sec id="s2-1">
<title>Mass Flow Rates of Pollutants</title>
<p>As a direct factor affecting the concentration of pollutants, the mass flow rates of SO<sub>2</sub> and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> are related to the percentage of sulfur and nitrogen in coal, respectively.<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mtext>S</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mtext>S</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m51">
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the percentage of each element in the coal, <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the SO<sub>2</sub> and NO<sub>x</sub> conversion rates, respectively.</p>
<p>Generally, the main components of NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> are NO and NO<sub>2</sub>. If the ratio of NO in NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> is <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m54">
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, we can obtain:<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>Volume Flow Rate of the Flue Gas</title>
<p>Another factor that affects the concentrations of pollutants in the flue gas is the volume flow rate of flue gas. It is related to the real-time coal consumption of the unit, which can be expressed as:<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">FG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the coefficient of the volume flow rate of flue gas and coal consumption, which consists of three aspects: theoretical flue gas volume (<inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), excess air volume, and water vapor substituted with excess air. That is:<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">FG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">FG</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">air</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m60">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the coefficient of excess air, <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the theoretical flue gas volume, <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the theoretical volume of the air consumed by combustion, <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the densities of dry air and water steam, respectively.</p>
<p>The theoretical air volume flow required in the coal combustion process depends on the content of each element in the coal, which can be expressed as:<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.21</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>With the theoretical air supplied, if the coal is entirely burned, the flue gas is composed of CO<sub>2</sub>, SO<sub>2</sub>, NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, N<sub>2</sub>, and H<sub>2</sub>O, and theoretical flue gas volume is expressed as follows:<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">FG</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>N</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the volumes of CO<sub>2</sub>, SO<sub>2</sub>, NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, N<sub>2</sub>, and H<sub>2</sub>O in the flue gas, respectively, which can be expressed as follows:<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.79</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">air</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">dV</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s2-3">
<title>Modeling of the Pollutants Treatment Process</title>
<p>The wet desulfurization method of limestone has been widely used in the desulfurization process of CCPPs. During the desulfurization process, every mol of SO<sub>2</sub> will consume 1&#xa0;mol of CaCO<sub>3</sub>. Thus, the mass flow rates of CaCO<sub>3</sub> in the <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m77">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CCPP (<inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and the <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m79">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CHP (<inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) are calculated as follows:<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the desulfurization efficiency of the <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m83">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CCPP&#x20;unit.</p>
<p>Generally, the SCR reactor is used for denitrification. NH<sub>3</sub> can reduce NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> to N<sub>2</sub> under the action of the catalyst. During the reaction process, 1&#xa0;mol of NH<sub>3</sub>, and per mol of NO<sub>2</sub> consume 2&#xa0;mol of NH<sub>3</sub>. Thus, the mass flow rate of NH<sub>3</sub> in <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m84">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CCPP (<inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is expressed as follows:<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NH</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NH</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the denitrification efficiency of the <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m88">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CCPP&#x20;unit.</p>
<p>After desulfurization and denitrification, the concentrations of SO<sub>2</sub> (<inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> (<inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) at the FGD and SCR outlet of the <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m91">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CCPP can be obtained as follows:<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CC</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>FG</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CC</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>FG</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Similarly, for the <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m94">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CHP unit, the concentrations of SO<sub>2</sub> (<inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> (<inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) at the FGD and SCR can be obtained.</p>
<p>As seen from <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">Eqs 24</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e27">27</xref>, the ultra-low emission concentration is determined by the desulfurization and denitrification efficiencies. The consumption of limestone and ammonia injection varies with emission requirements.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>Modeling of IES</title>
<sec id="s3-1">
<title>IES Configuration</title>
<p>The integrated energy system containing electricity and heat is required to maintain the energy supply and demand balance in a specific area. <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure&#x20;5</xref> shows the structure of a low-pollutant and low-carbon IES, which includes conventional IES and carbon and pollutant reductions systems. In the IES, the distributed power load is supplied by various forms of power generations, such as CCPPs, CHP units, WTs, and PVs. The district thermal load of consumers is provided by the CHP units. In terms of curbing pollutant emissions, CCPPs integrate CPP and CCS to effectively reduce carbon emissions, and the high FGD and SCR efficiencies allow for a remarkably reduction of pollutant emissions. In addition, introducing a BES system stabilizes the fluctuation of RESs, and TES system facilitates the heat&#x2013;power decoupling of CHP units and maintains a specific peak regulation capacity during the heating supply season.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Diagram of the IES including carbon and pollutant reduction systems.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g005.tif"/>
</fig>
<p>In the succeeding sections, each subsystem&#x2019;s operating cost and constraint in an integrated energy system will be analyzed step by&#x20;step.</p>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>Objective Function</title>
<p>The proposed energy management system aims to supply both&#x20;thermal and electric power with respect to the economic and environmental criteria. The objective function is the operating costs of the IES. It involves the cost of various energy form generations. The objective function (<italic>J</italic>) can be written as follows:<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>where <italic>C</italic>
<sub>1</sub> is the operating cost of the CCPP and CHP units, <italic>C</italic>
<sub>2</sub> is the renewable curtailment penalty cost, and <italic>C</italic>
<sub>3</sub> is the pollutant treatment cost of the CCPP and CHP&#x20;units.</p>
<sec id="s3-2-1">
<title>Operating Cost</title>
<p>Generally, for the <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m98">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CCPP unit, the coal consumption is related to the amount of electric power output, whose relationship is expressed as follows:<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the coal consumption coefficients of the <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m103">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th&#x20;CCPP.</p>
<p>For the <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m104">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CHP unit, the coal consumption (<inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is not only related to the electric power output, but also related to the thermal power output, which can be expressed as follows (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Haghrah et&#x20;al., 2016</xref>):<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the coal consumption coefficients of the <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m113">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CHP&#x20;unit.</p>
<p>In summary, the coal costs of the CCPP and CHP units can be expressed as follows:<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coal</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coal</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>where <italic>T</italic> is the dispatch time, <italic>N</italic>
<sub>
<italic>G</italic>
</sub> and <italic>N</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub> are the numbers of the CCPP and CHP, respectively. <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the unit price of&#x20;coal.</p>
</sec>
<sec id="s3-2-2">
<title>Renewable Curtailment Penalty Cost</title>
<p>Although the grid should be connected to as much renewable power as possible, thermal power and other energy sources may be insufficient to compensate for wind power fluctuation due to the random volatility of wind power. At this time, some renewable power plants will be shut down, which is not conducive to renewable energy consumption. Therefore, the penalty cost of renewable power curtailment must be calculated as follows:<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>are the penalty costs of the <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m120">
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th WT and <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m121">
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th PV power unit at time <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m122">
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the penalty cost coefficients of the WT and PV plants, respectively. <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the predictive and actual powers of the <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m127">
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th wind plant, respectively. <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the predictive and actual powers of the <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m130">
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th PV plant, respectively.</p>
<p>If <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the number of WT and PV plants, the renewable curtailment penalty cost is written as follows:<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">PV</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">PV</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s3-2-3">
<title>Pollutant Treatment Cost</title>
<p>According to <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">Eqs 24</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e27">27</xref>, the pollutant treatment cost includes the cost of treating SO<sub>2</sub> and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> for the CCPP and CHP units, that is,<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NH</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NH</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CaCO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NH</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NH</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3-3">
<title>Constraints</title>
<p>The constraints of the objective function are listed as follows.</p>
<p>(1) Power balance</p>
<p>During the operation of IES, the supply and load of electricity and heat need to be balanced separately:<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CPPP</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ES</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">TS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>are the electric and thermal power load demand, respectively. <inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>ES</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>TS</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the charge or discharge power of BES and TES, respectively.</p>
<p>(2) Operating region</p>
<p>The power generation units cannot exceed their upper and lower limits during operation. For CCPPs, WT, and PV plants, the limits are listed as follows:<disp-formula id="e38">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e39">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(39)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e40">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PV</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(40)</label>
</disp-formula>where subscripts min and max are the minimum and maximum powers of various power generations, respectively.</p>
<p>The electric power output of the CHP units is related to the thermal power output. The operating region can be represented as follows:<disp-formula id="e41">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x396;</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(41)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e42">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x396;</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(42)</label>
</disp-formula>where (<inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is the &#x3b6;th extreme point of the <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m146">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CHP unit. &#x396; is the number of extreme points. <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the coefficient of the <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m148">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CHP unit&#x2019;s operating region and its constraint can be expressed as follows:<disp-formula id="e43">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x396;</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(43)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>(3) Power ramp&#x20;rate</p>
<p>For the coal-fired power plants, the power output ramp rate is limited within a specific range to ensure the safe operation of the unit.<disp-formula id="e44">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(44)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e45">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(45)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the maximum ramp rates of the <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m154">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CCPP and <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m155">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>th CHP units, respectively.</p>
<p>(4) Pollutant ultra-low emission</p>
<p>During the operation of coal-fired units, the concentrations of pollutant emissions must meet the environmental requirements.<disp-formula id="e46">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CC</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CC</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CC</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(46)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e47">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CC</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CCPP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CC</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CHP</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">CC</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(47)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>NO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the ultra-low emission standards for SO<sub>2</sub> and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, respectively.</p>
<p>(5) Energy Storage System</p>
<p>Given that ESS can be used as a load device during charging and as a power or thermal source during discharging, it is often used as a flexible regulating system and is widely used in the dispatch of the IES. During the operation of ESS, its capacity has a reasonable boundary to expand the lifetime, which is expressed as follows:<disp-formula id="e48">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(48)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the state capacity of ESS at time <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m162">
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. The subscripts min and max represent the minimum and maximum capacities of the ESS, respectively.</p>
<p>The state of ESS is related to the state of the previous moment and the rate of charge and discharge and can be calculated as follows:<disp-formula id="e49">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(49)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the charge and discharge efficiencies, respectively. <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the charge and discharge rate whose reasonable boundary is as follows:<disp-formula id="e50">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">DC</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(50)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the charge and discharge maximum rates of the ESS, respectively.</p>
<p>To prepare for the next dispatch, the final state capacity should be equal to the initial capacity of ESS, which is:<disp-formula id="e51">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ESS</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(51)</label>
</disp-formula>where the subscripts 0 and one represent the initial and final moment in the dispatch period.</p>
</sec>
<sec id="s3-4">
<title>Solution</title>
<p>After obtaining the objective function and operating constraints, the optimal dispatch of IES for economic and environmental benefits can be solved by <italic>fmincon</italic> solver in MATLAB, which is an effective method to solve nonlinear optimization problems.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>Case Study</title>
<sec id="s4-1">
<title>System Description</title>
<p>The IES in this study has 5&#x20;&#xd7; 600&#xa0;MW CCPPs, 7&#x20;&#xd7; 90&#xa0;MW wind farms, 7&#x20;&#xd7; 60&#xa0;MW&#xa0;PV farms, and 3&#x20;&#xd7; 200&#xa0;MW extraction CHP units. The proportion of RESs reaches 32.2%. The maximum energy capacities of BES and TES systems are 50 and 150&#xa0;MWh, with maximum energy conversion rates of 25 and 60&#xa0;MW, respectively. <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are set as&#x20;95%.</p>
<p>For computational convenience, the CCPP and CHP units have the same characteristics, respectively. The coal consumption rate of the CCPPs at the typical power is shown in <xref ref-type="sec" rid="s11">Supplementary Table S1</xref>. The coal consumption rate coefficient of the CHP units is set based on (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Haghrah et&#x20;al., 2016</xref>).</p>
<p>The penalty coefficients are the critical parameters, indicating that IES will try to reduce renewable energy curtailment. To promote renewable energy penetration, while considering the appropriate proportion of the curtailment cost renewable energy in the total cost, <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>are set as 80$/MW in this&#x20;study.</p>
<p>The parameters of decarburization, desulfurization and denitrification are shown in <xref ref-type="sec" rid="s11">Supplementary Table S2</xref>. For the CCS, this study assumes that the carbon capture efficiency remains unchanged, so that the CCS can adjust the capture ratio to consume renewable power generation.</p>
<p>The day-ahead dispatch of the IES is based on the forecasted renewable energy output and load demand for each period of the day in the future. <xref ref-type="sec" rid="s11">Supplementary Figures S1, S2</xref> show that the forecast load demand and renewable power generations, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>Dispatch Results of Electric and Thermal Power</title>
<p>To analyze and verify the impact of CCS on the IES dispatch, two scenarios are set up. Keeping the other elements in IES consistent, the conventional power plants and carbon capture power plants are used for Scenarios 1 and 2, respectively.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F6">Figures 6</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F7">7</xref> show that the power dispatch results in Scenarios 1 and 2, respectively. From these figures, in the morning and evening, the load demand is low, while the wind power output is high at this time, resulting in an imbalance between power demand and supply. In addition, the PV power output reached its maximum at noon, which caused the power grid not to be able to consume it entirely. Due to the power regulation of CCS, the net output of CCPPs can be further reduced, enabling more wind and PV power output to be connected to the power&#x20;grid.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Various power generations in Scenarios 1.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g006.tif"/>
</fig>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Various power generations in Scenarios 2.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g007.tif"/>
</fig>
<p>The high wind power in the morning and evening requires the CHP units to have a low electric power output. Meanwhile, the thermal power output of the CHP units must be sufficient to meet the higher thermal load requirements in the morning and evening. <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure&#x20;8</xref> shows the dispatch results of thermal demand and supply. This figure indicates that the heat output of the CHP units is less than the load in the morning and evening, and TES compensates for this difference by exothermic heat. Similarly, in the middle of the day when the heat demand is low, the CHP units generate excess heat to supply the heat storage of TES. Through heat release and storage, TES can achieve heat&#x2013;power decoupling.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Thermal power of demand and supply.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g008.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>Effect Analysis of the CCS</title>
<p>According to the results of electric power dispatch, the addition of carbon capture systems can promote the penetration of renewable energy. <xref ref-type="fig" rid="F9">Figures 9</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F10">10</xref> show the renewable energy output under Scenarios 1 and 2. From this figure, in Scenario 2, the power acceptance capacity of renewable energy increases, and the curtailment rates of wind and PV power decrease. Compared with the forecast data of renewable power generation, the penetration rates of wind and PV power in the IES can be increased by 10.61 and 3.78%, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure&#x20;11</xref>.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Wind power generations in Scenarios 1 and 2.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g009.tif"/>
</fig>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>PV power generations in Scenarios 1 and 2.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g010.tif"/>
</fig>
<fig id="F11" position="float">
<label>FIGURE 11</label>
<caption>
<p>Renewable energy penetration in Scenarios 1 and 2.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g011.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F12">Figure&#x20;12</xref> shows the carbon emissions of the IES in a dispatch cycle under Scenarios 1 and 2. From the figure, at each dispatch time, the CO<sub>2</sub> emissions under Scenario 2 are about 300&#xa0;t less than that under Scenario 1. During the dispatch period, the total CO<sub>2</sub> emissions of IES in Scenario 2 are reduced by 28,812.7&#xa0;t compared with Scenario&#x20;1.</p>
<fig id="F12" position="float">
<label>FIGURE 12</label>
<caption>
<p>CO<sub>2</sub> emissions in Scenarios 1 and 2.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g012.tif"/>
</fig>
<p>The costs of IES in Scenarios 1 and 2 are shown in <xref ref-type="table" rid="T1">Table&#x20;1</xref>. From this table, after introducing the carbon capture system, the direct operating cost and pollutants treatment cost tend to increase due to the power consumption of CCS. However, the IES in Scenario 1 has a higher penalty cost for renewable energy curtailment, resulting in a higher total cost than Scenario&#x20;2.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Costs of IES in Scenarios 1 and 2 (USD).</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Scenarios</th>
<th align="center">
<italic>C</italic>
<sub>1</sub>
</th>
<th align="center">
<italic>C</italic>
<sub>2</sub>
</th>
<th align="center">
<italic>C</italic>
<sub>3</sub>
</th>
<th align="center">Total cost</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">Scenario 1</td>
<td align="center">1,207,114.6</td>
<td align="center">66,342.0</td>
<td align="center">60,091.3</td>
<td align="center">1,333,547.9</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Scenario 2</td>
<td align="center">1,211,022.5</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">60,285.8</td>
<td align="center">1,271,308.3</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s4-4">
<title>Effect analysis of the pollutant ultra-low emissions</title>
<p>Pollutant ultra-low emissions is achieved by retrofitting the pollutant treatment system to improve the efficiencies of FGD and SCR. Ignoring the retrofitting cost, we will only analyze the difference in the pollutants treatment cost before and after retrofitting in this study. <xref ref-type="table" rid="T2">Table&#x20;2</xref> represents the pollutant parameters before and after ultra-low emission retrofitting. It can be seen that, the efficiencies of FGD and SCR, respectively increase by 2.882 and 5.949% after the retrofit. Due to the reduction in pollutant emissions, more SO<sub>2</sub> and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> have to be removed by FGD and SCR, resulting in more treatment consumption of 2,899.6&#x20;USD.</p>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>Pollutant parameters before and after ultra-low emission.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Parameters</th>
<th align="center">Before ultra-low emission</th>
<th align="center">After ultra-low emission</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">SO<sub>2</sub> (mg/m<sup>3</sup>)</td>
<td align="center">50</td>
<td align="center">35</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">NO<sub>x</sub> (mg/m<sup>3</sup>)</td>
<td align="center">100</td>
<td align="center">50</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">FGD efficiency (%)</td>
<td align="center">90.393</td>
<td align="center">93.275</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">SCR efficiency (%)</td>
<td align="center">88.102</td>
<td align="center">94.051</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Treatment cost (USD)</td>
<td align="center">57386.2</td>
<td align="center">60285.8</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The pollutant emissions in each dispatch moment before and after ultra-low emission are represented in <xref ref-type="fig" rid="F13">Figure&#x20;13</xref>. From this figure, pollutant emissions have been significantly reduced after the renovation. By calculation, SO<sub>2</sub> and NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> are reduced by 1.87&#xa0;t and 6.24&#xa0;t, respectively.</p>
<fig id="F13" position="float">
<label>FIGURE 13</label>
<caption>
<p>Pollutant emissions before and after ultra-low emission (1: SO<sub>2</sub> after ultra-low emission; 2: NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> after ultra-low emission; 3: SO<sub>2</sub> before ultra-low emission; 4: NO<sub>
<italic>x</italic>
</sub> before ultra-low emission).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-09-767277-g013.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s5">
<title>Conclusion</title>
<p>In this study, the model and optimal dispatch of the integrated energy system are studied. By introducing the carbon and pollutants reduction systems, the renewable energy penetration and containment of pollutant emissions can be promoted substantially. On the one hand, the carbon system can reduce carbon emission by capturing CO<sub>2</sub> and reducing the unit&#x2019;s minimum output by extracting the steam at the outlet of the immediate pressure cylinder. After introducing the carbon capture system, the penetration rates of wind power and photovoltaics have increased by 10.61 and 3.78%, respectively, and CO<sub>2</sub> emissions have been reduced by 28,812.7&#xa0;t, which will increase the cost of operating and pollutants treatment by 4,102.4 USD. On the other hand, pollutants&#x2019; ultra-low emission is achieved by retrofitting the pollutant treatment system to improve the efficiencies of desulfurization and denitrification. After the retrofit, the efficiencies of desulfurization and denitrification respectively are increased by 2.882 and 5.949%, and the pollutant emissions have been significantly reduced by 1.87&#xa0;t and 6.24&#xa0;t, respectively, which will increase the cost of pollutants treatment by 2,899.6&#x20;USD.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s6">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusion of this article will be made available by the authors, without undue reservation.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author Contributions</title>
<p>GZ: Conceptualization, Methodology, Original draft. PX: Software Data curation, Reviewing and Editing. SH: Reviewing and Editing. ZC: Reviewing and Editing. MD: Reviewing and Editing. NT: Reviewing. YN: Reviewing. FH: Reviewing.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Funding</title>
<p>This research was supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 52006062), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2019MS071) and the science and technology innovation project supported by the China Energy Group Co., Ltd (GJNY-20-180). This study received funding from the China Energy Group Co., Ltd (GJNY-20-180). The funder was not involved in the study design, collection, analysis, interpretation of data, the writing of this article or the decision to submit it for publication.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s10">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec id="s11">
<title>Supplementary Material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2021.767277/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2021.767277/full&#x23;supplementary-material</ext-link>
</p>
<supplementary-material xlink:href="DataSheet1.docx" id="SM1" mimetype="application/docx" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Anees</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dillon</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wallis</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Y.-P. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Optimization of Day-Ahead and Real-Time Prices for Smart home Community</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Electr. Power Energ. Syst.</source> <volume>124</volume>. <fpage>106403</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijepes.2020.106403</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Arya</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Effect of Energy Storage Systems on Automatic Generation Control of Interconnected Traditional and Restructured Energy Systems</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Energ. Res.</source> <volume>43</volume>, <fpage>6475</fpage>&#x2013;<lpage>6493</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/er.4493</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bagheri</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jadid</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>A Robust Distributed Market-Clearing Model for Multi-Area Power Systems</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Electr. Power Energ. Syst.</source> <volume>124</volume>. <fpage>106275</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijepes.2020.106275</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bayati</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abedi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Farahmandrad</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gharehpetian</surname>
<given-names>G. B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Delivering Smooth Power to Pulse-Current Battery Chargers: Electric Vehicles as a Case in Point</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Electron.</source> <volume>36</volume>, <fpage>1295</fpage>&#x2013;<lpage>1302</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPEL.2020.3005929</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Duan</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Closed-loop Active Power Control of Wind Farm Based on Frequency Domain Analysis</article-title>. <source>Electric Power Syst. Res.</source> <volume>170</volume>, <fpage>13</fpage>&#x2013;<lpage>24</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.epsr.2019.01.003</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dai</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Min</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Dispatch Model for CHP with Pipeline and Building Thermal Energy Storage Considering Heat Transfer Process</article-title>. <source>IEEE Trans. Sustain. Energ.</source> <volume>10</volume>, <fpage>192</fpage>&#x2013;<lpage>203</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSTE.2018.2829536</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Eladl</surname>
<given-names>A. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>ElDesouky</surname>
<given-names>A. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Optimal Economic Dispatch for Multi Heat-Electric Energy Source Power System</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Electr. Power Energ. Syst.</source> <volume>110</volume>, <fpage>21</fpage>&#x2013;<lpage>35</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijepes.2019.02.040</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Haghrah</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nazari-Heris</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mohammadi-Ivatloo</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Solving Combined Heat and Power Economic Dispatch Problem Using Real Coded Genetic Algorithm with Improved M&#xfc;hlenbein Mutation</article-title>. <source>Appl. Therm. Eng.</source> <volume>99</volume>, <fpage>465</fpage>&#x2013;<lpage>475</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.applthermaleng.2015.12.136</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Miao</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Combined Heat and Power Dispatch Considering Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage for Wind Power Accommodation</article-title>. <source>Energ. Convers. Manage.</source> <volume>200</volume>. <fpage>112091</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enconman.2019.112091</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Heat-power Decoupling Technologies for Coal-Fired CHP Plants: Operation Flexibility and Thermodynamic Performance</article-title>. <source>Energy</source> <volume>188</volume>.<fpage>116074</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.energy.2019.116074</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dai</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qi</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Analysis on the Hourly Spatiotemporal Complementarities between China&#x27;s Solar and Wind Energy Resources Spreading in a Wide Area</article-title>. <source>Sci. China Technol. Sci.</source> <volume>56</volume>, <fpage>683</fpage>&#x2013;<lpage>692</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11431-012-5105-1</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>L&#xf6;schenbrand</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>A Transmission Expansion Model for Dynamic Operation of Flexible Demand</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Electr. Power Energ. Syst.</source> <volume>124</volume>. <fpage>106252</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijepes.2020.106252</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McElroy</surname>
<given-names>M. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peng</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nielsen</surname>
<given-names>C. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Challenges Faced by China Compared with the US in Developing Wind Power</article-title>. <source>Nat. Energ.</source> <volume>1</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nenergy.2016.61</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ma</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Member</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Benefit Evaluation of the Deep Peak-Regulation Market in the Northeast china Grid</article-title>. <source>Csee Jpes</source> <volume>5</volume>, <fpage>533</fpage>&#x2013;<lpage>544</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.17775/cseejpes.2015.01330</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nguyen</surname>
<given-names>T. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nguyen</surname>
<given-names>T. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Duong</surname>
<given-names>M. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Doan</surname>
<given-names>A. T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Optimal Operation of Transmission Power Networks by Using Improved Stochastic Fractal Search Algorithm</article-title>. <source>Neural Comput. Applic</source> <volume>32</volume>, <fpage>9129</fpage>&#x2013;<lpage>9164</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00521-019-04425-0</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<collab>Paris agreement</collab> (<year>2015</year>).<article-title>Paris agreement</article-title> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rodr&#xed;guez</surname>
<given-names>R. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Becker</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andresen</surname>
<given-names>G. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Heide</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Greiner</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Transmission Needs across a Fully Renewable European Power System</article-title>. <source>Renew. Energ.</source> <volume>63</volume>, <fpage>467</fpage>&#x2013;<lpage>476</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.renene.2013.10.005</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sinsel</surname>
<given-names>S. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Riemke</surname>
<given-names>R. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hoffmann</surname>
<given-names>V. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Challenges and Solution Technologies for the Integration of Variable Renewable Energy Sources-A Review</article-title>. <source>Renew. Energ.</source> <volume>145</volume>, <fpage>2271</fpage>&#x2013;<lpage>2285</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.renene.2019.06.147</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jing</surname>
<given-names>Z. X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>J.&#x20;H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Q. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wei</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Decentralized Optimization of Coordinated Electrical and thermal Generations in Hierarchical Integrated Energy Systems Considering Competitive Individuals</article-title>. <source>Energy</source> <volume>158</volume>, <fpage>607</fpage>&#x2013;<lpage>622</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.energy.2018.05.200</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021a</year>). <article-title>Optimal Operation of an Integrated Electricity-Heat Energy System Considering Flexible Resources Dispatch for Renewable Integration</article-title>. <source>J.&#x20;Mod. Power Syst. Clean. Energ.</source> <volume>9</volume>, <fpage>699</fpage>&#x2013;<lpage>710</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.35833/mpce.2020.000917</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020b</year>). <article-title>Energy Management and Optimization of Vehicle-To-Grid Systems for Wind Power Integration</article-title>. <source>Csee Jpes</source> <volume>7</volume>, <fpage>172</fpage>&#x2013;<lpage>180</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.17775/CSEEJPES.2020.01610</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lawal</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Flexible Operation of post-combustion Solvent-Based Carbon Capture for Coal-Fired Power Plants Using Multi-Model Predictive Control: A Simulation Study</article-title>. <source>Fuel</source> <volume>220</volume>, <fpage>931</fpage>&#x2013;<lpage>941</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.fuel.2018.02.061</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tang</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Study on a Novel Co-operated Heat and Power System for Improving Energy Efficiency and Flexibility of Cogeneration Plants</article-title>. <source>Appl. Therm. Eng.</source> <volume>163</volume>. <fpage>114429</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.applthermaleng.2019.114429</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhong</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Business Model Design for the Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) Project in China</article-title>. <source>Energy Policy</source> <volume>121</volume>, <fpage>519</fpage>&#x2013;<lpage>533</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enpol.2018.06.019</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andrews-Speed</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Economic and Environmental Effects of Peak Regulation Using Coal-Fired Power for the Priority Dispatch of Wind Power in China</article-title>. <source>J.&#x20;Clean. Prod.</source> <volume>162</volume>, <fpage>361</fpage>&#x2013;<lpage>370</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jclepro.2017.06.046</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Blaabjerg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Deep Reinforcement Learning-Based Approach for Optimizing Energy Conversion in Integrated Electrical and Heating System with Renewable Energy</article-title>. <source>Energ. Convers. Manage.</source> <volume>202</volume>. <fpage>112199</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enconman.2019.112199</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Environment-friendly and Economical Scheduling Optimization for Integrated Energy System Considering Power-To-Gas Technology and Carbon Capture Power Plant</article-title>. <source>J.&#x20;Clean. Prod.</source> <volume>276</volume>. <fpage>123348</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jclepro.2020.123348</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wei</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cheung</surname>
<given-names>K. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>A Robust Optimization Approach for Integrated Community Energy System in Energy and Ancillary Service Markets</article-title>. <source>Energy</source> <volume>148</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>15</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.energy.2018.01.078</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>