風(fēng)氫耦合系統(tǒng)容量配比及能量管理策略研究.pdf

1、風(fēng)電作為目前開發(fā)和應(yīng)用較為廣泛的可再生能源之一，其發(fā)展速度較為迅速。風(fēng)電富集地區(qū)由于電網(wǎng)建設(shè)水平和風(fēng)電不確定性等因素的影響，使風(fēng)電消納問題日益突出，棄風(fēng)問題也越來越嚴(yán)重，利用風(fēng)電制氫是消納風(fēng)電和利用棄風(fēng)的有效途徑之一。
　　本文在分析風(fēng)氫耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各部分運(yùn)行特性基礎(chǔ)上，建立系統(tǒng)各單元等效數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)風(fēng)電富集地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電場(chǎng)群年棄風(fēng)電力的統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用區(qū)間擬合方法構(gòu)建了反映棄風(fēng)電力不確定性的制氫系統(tǒng)最優(yōu)容量配置模型，并采用

2、多屬性決策方法制定電解槽配置方案；分析電解槽電耗量、氫氣市場(chǎng)價(jià)格以及棄風(fēng)利用率和風(fēng)電機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)對(duì)容量配置的影響，分別以裝機(jī)容量為30MW風(fēng)電場(chǎng)和100MW風(fēng)電場(chǎng)群為例進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了所提模型和方法的有效性。在風(fēng)氫耦合系統(tǒng)的能量管理方面，針對(duì)風(fēng)氫耦合系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，借鑒能源中心（Energy Hub, EH）建模方法，構(gòu)建了資源中心（Resource Hub， RH）模型，從不同時(shí)間尺度優(yōu)化系統(tǒng)能量管理。在日前時(shí)間尺度下，以風(fēng)氫耦

3、合系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)，考慮風(fēng)電功率的不確定性、供氫需求及氫儲(chǔ)等約束，構(gòu)建風(fēng)氫耦合系統(tǒng)日前調(diào)度的線性規(guī)劃模型；在實(shí)時(shí)時(shí)間尺度下，建立以電解槽開關(guān)操作和運(yùn)行狀態(tài)為變量的0-1整數(shù)規(guī)劃模型，配合超級(jí)電容器實(shí)現(xiàn)平抑風(fēng)電功率波動(dòng)，以30MW風(fēng)電場(chǎng)為例驗(yàn)證了所提方法的有效性。
　　通過對(duì)風(fēng)電富集地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)配置制氫系統(tǒng)最優(yōu)容量的計(jì)算分析，制氫系統(tǒng)容量配置具有明顯的規(guī)模效應(yīng)，即棄風(fēng)量越大制氫系統(tǒng)消納風(fēng)電的效果越明顯，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益越高