风电制氢混合储能系统容量优化配置分析.pdfVIP

电力创新 Power Innovation 风电制氢混合储能系统容量优化配置分析 天能中投（北京）新能源科技有限公司 赵 永 鲁春晓 德州新天能新能源有限公司 刘文茂 曾洪斌 摘要：本文以风电制氢在处理弃风问题和制取绿氢述方面的问题为研究基础，设计新的风-氢能源系统， 并以系统初期的投资成本数据、运行成本数据和维护保养成本数据为基础，设定最小目标函数，借助粒子 群算法对本次系统内的各个储能单元进行统一的容量优化配置，明确日均氢气负荷数值变化会对容量配置 结果产生的影响。 关键词：风电制氢；系统容量；优化配置；粒子群算法 1 引言 在系统设计中，风—氢能源系统主要结构分别 为风电场、制氢设备、储氢罐、锂电池、燃料电池 文构建一种新的风—氢耦合能源系统，使 以及电氢负荷等，结构均与外部电网以及氢气网进 用聚类算法（DBSCAN）配合有序聚类法， 本对系统年风电—电负荷的所有场景进行统 行直接连接 [1] 。 目前，常规风—氢发电系统主要包括制氢、储 一聚类处理，进一步简化计算流程，按照聚类结果， 氢以及用氢等共三部分内容，以此为基础，为进一 得出典型风电—电负荷场景信息，再将功率平衡以 步控制功率波动变动，消除对电解设备制氢作业效 及设备运行特性作为运行的约束条件，设定系统年 率造成的影响，特给出一种以风电 + 制氢 + 燃料电 运行成本数据、设备年化投资成本数据和维护成本 池 + 超级电容器为基础的混合系统，能够大幅度提 数据的最小值为既定目标函数，以此为基础，对风— 升现有制氢系统工作的运行效率。以年弃风统计模 氢耦合能源系统中储能单元的容量进行优化配置， 型为研究基础，将经济收益作为最大研究目标，给 对系统日均氢负荷变化情况和购氢渠道不同会对容 出一种以制氢解决弃风问题为基础的新型制氢容量 量配置结果造成的影响进行分析。 配置模式，可以大幅度提升制氢设备平均每年的利 2 风—氢能源系统 用小时数。 在基础进行研究时，需要对动态电价做出充分 2.1 风—氢能源系统结构 考量，设定最低制氢成本，在计算出预期目标函数 本文构建的以风电为主要能量来源、含有电负 后，给出一种以制氢、储电容量配置为目的新型优 荷以及氢气负荷的新型能源系统，系统结构详情如 化方式。构建起专门的外层容量优化配置系统，此 图1内容所示。 时的内层可以对电 / 热综合能源系统加以必要的优 化调度处理，实现双层规划模型的设定目标 ；在考 虑到用户侧提出的电能