風氫耦合系統(tǒng)容量配比及能量管理策略研究.pdf

1、風電作為目前開發(fā)和應用較為廣泛的可再生能源之一，其發(fā)展速度較為迅速。風電富集地區(qū)由于電網(wǎng)建設(shè)水平和風電不確定性等因素的影響，使風電消納問題日益突出，棄風問題也越來越嚴重，利用風電制氫是消納風電和利用棄風的有效途徑之一。
　　本文在分析風氫耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各部分運行特性基礎(chǔ)上，建立系統(tǒng)各單元等效數(shù)學模型，通過對風電富集地區(qū)風電場和風電場群年棄風電力的統(tǒng)計分析，運用區(qū)間擬合方法構(gòu)建了反映棄風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、氫氣市場價格以及棄風利用率和風電機組年利用小時數(shù)對容量配置的影響，分別以裝機容量為30MW風電場和100MW風電場群為例進行對比分析，驗證了所提模型和方法的有效性。在風氫耦合系統(tǒng)的能量管理方面，針對風氫耦合系統(tǒng)運行特點，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，從不同時間尺度優(yōu)化系統(tǒng)能量管理。在日前時間尺度下，以風氫耦

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