Page 53 - 电力与能源2022年第一期

第 43 卷第 1 期 电力与能源
2022 年 2 月 4
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DOI : 10.11973 / dl y n y 202201011
能源技术

风光氢综合能源系统设计及运行集成优化

沈主浮 , 窦真兰 , 张春雁 , 周翔 , 琚洁华 , 陈博 1
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( 1. 国网上海市电力公司市区供电公司, 上海 201499 ; 2. 国网上海综合能源服务有限公司, 上海 200023 )
摘 要: 基于风光制氢和燃料电池热电联供的风光氢综合能源系统是消纳富余可再生能源、 减少弃风弃光的
有效途径。实施系统设计及运行集成优化, 对提高综合能源利用率、 降低系统经济成本具有重要意义。通过
构建风光氢综合能源系统设计及运行集成优化模型, 对系统各设备的容量配置方案及典型运行策略进行了
优选, 并且系统比较了不同风光资源及用能负荷特性下系统设计及运行方案的差异。结果表明: 风光氢综合
能源系统在办公楼负荷场景和风光资源更丰富的地区获得了更优的经济性。
关键词: 风光氢综合能源系统; 集成优化; 风光资源
作者简介: 沈主浮( 1973 —), 男, 工程师, 从事电网企业运行工作。
中图分类号: TM615 文献标志码: A 文章编号: 2095-1256 ( 2022 ) 01-0047-07
Desi g nandO p erationInte g ratedO p timizationofWind-Solar-H y dro g en

Inte g ratedEner gy S y stem

1 2 2 1 , 1 1
SHENZhufu , DOUZhenlan , ZHANGChun y an , ZHOU Xian g JUJiehua , CHENBo
( 1.StateGridShan g haiUrbanPowerSu pp l yCom p an y , SMEPC , Shan g hai201499 , China ;
2.StateGridShan g haiInte g ratedEner gyServiceCo. , Ltd. , Shan g hai200023 , China )

Abstract : Thewind-solar-h y dro g eninte g ratedener gys y stem , basedon wind , solar , h y dro g enandfuelcell
combinedheatandp owersu pp l y , isaneffectivewa y toabsorbsur p lusrenewableener gy andreducewindand
li g htabandonment.Thes y stemdesi g nando p erationinte g ratedo p timizationisof g reatsi g nificancetoim p rove
thecom p rehensiveener gyutilizationrateandreducetheeconomiccostofthes y stem.B yconstructin gthe
inte g ratedo p timization modelfordesi g nando p erationoftheinte g ratedener gys y stem , theca p acit yallocation
schemeandt yp icalo p erationstrate gyofeache q ui p mentinthes y stem wereo p timized , andthedifferencesof
s y stemdesi g nando p erationschemeunderdifferentsolarener gy resourcesandener gy loadcharacteristicswere
com p ared.Theresultsshowthatthisinte g ratedener gys y stemachievesbettereconom y intheofficebuildin g
loadscenarioandtheareawithmoreabundantsolarener gy resources.
Ke ywords : wind-solar-h y dro g eninte g ratedener gy s y stem , inte g ratedo p timization , wind-solarresources

近年来, 面向“ 碳达峰、 碳中和” 的低碳可持续 综合能源得到了学术界和工业界的广泛关注, 并
发展目标, 以光伏发电、 风力发电为代表的可再生 有一系列示范应用装置建成 [ 5-7 ] 。
能源分布式发电系统已得到大规模应用。但光伏 在风光氢综合能源系统设计与运行过程中,
和风力发电出力具有随机性、 波动性和间歇性等 为了最大化系统能源利用率、 经济效益和环境效
特点, 制约了可再生能源利用效率的进一步提升。 益, 需要对系统各设备的容量进行合理配置, 并针
基于电解水制氢 - 储氢 - 燃料电池的氢储能系统, 对 用 能 负 荷 特 性 对 系 统 能 量 调 度 策 略 进 行 优
一方面能够有效平抑风、 光发电的波动性从而减 化 [ 8 ] 。由于系统设计过程与运行过程的强耦合特
少弃光、 弃风, 另一方面通过耦合热电联供系统, 性, 为了获得系统各设备的最优容量配置方案, 需
可满足系统部分热需求且进一步提升能源综合利 要结合典型供能及用能负荷特性, 对能量调度策
用率 [ 1-4 ] 。因此, 凭借储能密度高、 储能周期长、 能 略进行同步优化。因此, 开展风光氢综合能源系

源利用效率高等优势, 基于风力发电、 光伏发电、 统设计及运行集成优化, 对实现系统全生命周期
电解水制氢、 储氢和燃料电池热电联供的风光氢 内的最优运行具有重要意义。