Page 17 - 电力与能源2022年第二期

第 43 卷第 2 期 电力与能源
2022 年 4 月 1 7
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DOI : 10.11973 / dl y n y 202202003

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; 设计; 集成优化
作者简介: 沈主浮( 1973 —), 男, 副总工程师, 从事电网运行管理、 供电服务指挥和科技管理工作。
中图分类号: TQ116.2 文献标志码: A 文章编号: 2095-1256 ( 2022 ) 02-0117-07
Desi g nandO p erationInte g rationO p timizationofWind-SolarH y dro g en
Inte g ratedEner gy S y stem

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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-solarh y dro g eninte g ratedener gy s y stembasedonwind-solarh y dro g eng enerationandfuel
cell-heatcombinedp owersu pp l y isaneffectivewa ytoabsorbsur p lusrenewableener gyandreducewindand
li g htabandonment.Theinte g ratedo p timizationofs y stemdesi g nando p erationisof g reatsi g nificancetoim p rovethe
com p rehensiveener gy utilizationrateandreducetheeconomiccostofthes y stem.B y constructin g theinte g ratedo p ti-
mizationmodelfordesi g nando p erationofthewind-solarh y dro g eninte g ratedener gy s y stem , theca p acit yallocation
schemeandt yp icalo p erationstrate gy ofeache q ui p mentinthes y stemwereo p timized , andthes y stemdesi g nando p -
erationschemeswerecom p aredunderdifferentwind-solarener gyresourcesandener gy loadcharacteristics.There-
sultsshowthatthewind-solarh y dro g eninte g ratedener gy s y stemachievesbettereconom y intheofficebuildin g load
scenarioandtheareawithmoreabundantsolarener gy resources.
Ke ywords : wind-solarh y dro g eninte g ratedener gy s y stem , desi g n , inte g ratedo p timization

近年来, 面向“ 碳达峰、 碳中和” 的低碳可持续 光氢综合能源得 到了学术界和工业界的广泛关
发展目标, 以光伏发电、 风力发电为代表的可再生 注, 并有一系列示范应用装置建成 [ 5-8 ] 。
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,
和风力发电出力随机性、 波动性和间歇性的特点, 为了最大化系统能源利用率、 经济效益和环境效
会影响电网的运行稳定性, 并导致弃光、 弃风率的 益, 需要对系统各设备的容量进行合理配置, 并针
提高, 制约了系统能源利用效率的进一步提升。 对 用 能 负 荷 特 性 对 系 统 能 量 调 度 策 略 进 行 优
基于电解水制氢 - 储氢 - 燃料电池的氢储能系统, 化 [ 9 ] 。由于系统设计过程与运行过程的强耦合特
一方面能够有效平抑风、 光发电的波动性从而减 性, 为了获得系统各设备的最优容量配置方案, 需
少弃光、 弃风, 另一方面通过耦合热电联供系统, 要结合典型供能及用能负荷特性, 对能量调度策
可满足系统部分热需求且进一步提升能源综合利 略进行同步优化。因此, 开展风光氢综合能源系
用率 [ 1-4 ] 。因此, 凭借其储能密度高、 储能周期长、 统设计及运行集成优化, 对实现系统全生命周期
能源利用效率高等优势, 目前基于风力发电、 光伏 内的最优运行具有重要意义。
发电、 电解水制氢、 储氢和燃料电池热电联供的风 目前, 含氢储能的综合能源系统设计及运行