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考虑安全性风险的电热氢系统优化配置方法
1
作者 倪筹帷 陈杨 +3 位作者 张雪松 林达 杜凯健 陈健 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第9期124-135,共12页
电热氢系统作为一种高效的综合能源供用系统受到广泛关注。然而,氢气的燃爆特性导致了其面临着安全性挑战。为此,提出了考虑安全性风险的电热氢系统优化配置方法。首先,分析电热氢系统的安全性,对电解槽和燃料电池的工作范围和工作温度... 电热氢系统作为一种高效的综合能源供用系统受到广泛关注。然而,氢气的燃爆特性导致了其面临着安全性挑战。为此,提出了考虑安全性风险的电热氢系统优化配置方法。首先,分析电热氢系统的安全性,对电解槽和燃料电池的工作范围和工作温度进行约束;然后,基于氢气的非理想气体压强公式对储氢罐压强进行更为准确地约束,并基于TNT当量法量化了储氢罐的安全性风险;最后,通过安全风险系数,将储氢罐的安全风险折算进目标函数中,建立了以系统投资成本、运行成本和安全性风险为优化目标的电热氢系统优化配置模型,并利用禁忌混沌量子粒子群算法进行求解。算例结果表明,在考虑安全性风险的情况下,通过合理的容量设计,可以在提高系统经济性的同时有效降低系统安全风险,进而验证了该优化设计方法的有效性。 展开更多
关键词 电热氢系统 氢气爆炸极限约束 储氢罐安全性 风险量化 禁忌混沌量子粒子群算法
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考虑多类型电解槽差异化特征的分布式电热氢系统优化设计
2
作者 张雪松 陈杨 +3 位作者 倪筹帷 陈哲 李志浩 陈健 《浙江电力》 2024年第4期1-11,共11页
为了提升可再生能源利用率和分布式电热氢系统的经济性和环保性,从风光发电的强波动性和多类型电解槽的差异化特征出发,建立了多类型电解槽统一模型,提出了考虑多类型电解槽差异化特征的分布式电热氢系统优化设计方法,综合利用碱性电解... 为了提升可再生能源利用率和分布式电热氢系统的经济性和环保性,从风光发电的强波动性和多类型电解槽的差异化特征出发,建立了多类型电解槽统一模型,提出了考虑多类型电解槽差异化特征的分布式电热氢系统优化设计方法,综合利用碱性电解槽、质子交换膜电解槽以及固体氧化物电解槽在经济性、灵活性和高效性方面的差异,分别消纳不同波动特征的可再生能源。算例结果表明,该方法能够综合利用多类型电解槽的差异化特征,使多类型电解槽的运行灵活性与风光出力波动相匹配,综合提升分布式电热氢系统的经济性和环保性。 展开更多
关键词 风光强波动性 多类型电解槽 优化设计 电热氢系统
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考虑电解槽和蓄电池寿命衰减特性的分布式电热氢系统优化调度策略 被引量：3
3
作者 陈杨 陈健 +2 位作者 张文 倪筹帷 赵波 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期135-142,共8页
可再生能源的强波动性会导致分布式电热氢系统中电解槽和蓄电池的寿命衰减加速,为了在提高分布式电热氢系统经济性的同时延长电解槽和蓄电池的使用寿命,提出一种考虑电解槽和蓄电池寿命衰减特性的分布式电热氢系统优化调度策略。分析电... 可再生能源的强波动性会导致分布式电热氢系统中电解槽和蓄电池的寿命衰减加速,为了在提高分布式电热氢系统经济性的同时延长电解槽和蓄电池的使用寿命,提出一种考虑电解槽和蓄电池寿命衰减特性的分布式电热氢系统优化调度策略。分析电解槽和蓄电池的寿命衰减特性,建立电解槽和蓄电池的寿命衰减模型;以综合提升分布式电热氢系统中电解槽和蓄电池寿命以及系统经济性为优化目标,建立考虑电解槽和蓄电池寿命衰减特性的分布式电热氢系统优化调度模型,并利用场景生成法处理可再生能源和负荷的不确定性。以一个包含多种能量转换和存储设备的分布式电热氢系统为例进行仿真,结果验证了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 可再生能源 分布式电热氢系统 电解槽 蓄电池 寿命衰减特性
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电热氢综合能源系统建模及容量规划研究
4
作者 袁晓冬 曾飞 +4 位作者 缪惠宇 侯永全 徐敦彬 张潇 梅霜 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期34-47,共14页
在“双碳”目标下,电热氢综合能源系统的应用将成为能源高效利用、多能耦合发展以及清洁低碳转型的重点战略方向。结合当前电热氢综合能源系统的国内外研究现状,首先对系统建模部分进了归纳与总结,并建立了考虑系统电热特性、自身寿命... 在“双碳”目标下,电热氢综合能源系统的应用将成为能源高效利用、多能耦合发展以及清洁低碳转型的重点战略方向。结合当前电热氢综合能源系统的国内外研究现状,首先对系统建模部分进了归纳与总结,并建立了考虑系统电热特性、自身寿命衰减特性等特点的各设备数学模型,为后续相关方向的深入研究提供一定的参考。其次,对电热氢综合能源系统的容量规划问题展开研究,并分别从系统运行策略、目标函数与求解以及当前存在问题与创新方面展开详细分析。最后,对电热氢综合能源系统的未来创新与发展进行了展望。 展开更多
关键词 电热氢综合能源系统 多能耦合 系统建模 容量规划
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氢储能系统容量双层鲁棒随机优化配置方法
5
作者 刘明波 曾贵华 +1 位作者 董萍 林舜江 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期12-23,共12页
氢能作为一种清洁无污染、能量密度大的二次能源,是大规模消纳新能源的理想储能载体,耦合氢储能系统和可再生能源的电热氢综合能源系统为消纳新能源提供新的思路和方案。围绕电热氢综合能源系统中如何以经济合理的方式投入氢储能设备展... 氢能作为一种清洁无污染、能量密度大的二次能源,是大规模消纳新能源的理想储能载体,耦合氢储能系统和可再生能源的电热氢综合能源系统为消纳新能源提供新的思路和方案。围绕电热氢综合能源系统中如何以经济合理的方式投入氢储能设备展开研究,解决氢储能设备容量的合理配置问题以及考虑源荷不确定性对电热氢综合能源系统运行的影响,提出了一种考虑季节性存储和源荷不确定性的电热氢综合能源系统中氢储能容量优化配置方法。首先针对风电功率预测误差较大,电热气负荷预测精度较高的特点,分别采用不确定集和抽样场景描述源和荷两侧的不确定性。然后建立了考虑源荷不确定性和季节性存储的氢储能容量配置双层鲁棒随机优化模型,其上层问题以年化投资成本和运行成本的总成本最小化为目标确定氢储能系统装置容量,下层问题采用两阶段鲁棒随机优化模型模拟电热氢综合能源系统典型日在风电出力最恶劣场景下的最优运行方案。由于该模型难以直接求解,提出基于粒子群优化算法和列与约束生成算法对该类复杂模型进行求解。最后,通过对某个电热氢综合能源系统算例进行分析,算例分析结果验证了所提方法的有效性,获得的氢储能系统容量优化配置方案能够促进风电消纳和提高系统运行的经济性。 展开更多
关键词 氢储能 电热氢综合能源系统 双层鲁棒随机优化 季节性存储 列与约束生成算法
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运行与规划协同的电热氢联供系统最优容量配置研究 被引量：9
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作者 侯慧 戈翔迪 +4 位作者 吴细秀 赵波 章雷其 谢长君 刘鹏 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期144-151,共8页
在“双碳”目标下,以氢能等零碳能源为主体的综合能源系统高速发展,发挥其运行策略与容量配置的协同优化有利于保障能源供应、提高规划经济性。在此背景下,提出一种运行与规划协同的电热氢联供系统(electricity heat hydrogen cogenerat... 在“双碳”目标下,以氢能等零碳能源为主体的综合能源系统高速发展,发挥其运行策略与容量配置的协同优化有利于保障能源供应、提高规划经济性。在此背景下,提出一种运行与规划协同的电热氢联供系统(electricity heat hydrogen cogeneration system, EHH-CS)最优容量配置方法。首先,在构建EHH-CS模型的基础上,通过拉丁超立方抽样与改进K-均值聚类结合的方法,建立不确定性变量的典型场景,实现可再生能源及负荷不确定性的合理刻画。其次,建立EHH-CS容量配置双层联合迭代模型。上层为优化配置层,以日投资净收益最大为目标进行优化配置,下层为优化运行层,以日运行收益最大为目标进行优化运行。并通过粒子群算法进行循环迭代求解,以获得协同最优的运行策略及容量配置方案。最后,以某EHH-CS为例进行仿真验证。结果证明,所提方法促进了可再生能源的就地消纳,有效地均衡了系统的规划成本及运行费用。 展开更多
关键词 电热氢联供系统 协同优化 典型场景 容量配置 双层模型
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计及出行行为调整的综合能源系统双层博弈优化策略
7
作者 贾士铎 康小宁 +3 位作者 田博文 崔金旭 萧淑文 李昕盈 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期54-63,共10页
针对园区综合能源系统中各个主体的利益难以兼顾及新能源汽车出行计划临时变动会对系统运行带来不利影响的问题,提出了考虑车主出行行为调整的电热氢综合能源系统双层博弈优化运行策略。首先,建立以能源运营商(IESO)、负荷聚合商(ULA)... 针对园区综合能源系统中各个主体的利益难以兼顾及新能源汽车出行计划临时变动会对系统运行带来不利影响的问题,提出了考虑车主出行行为调整的电热氢综合能源系统双层博弈优化运行策略。首先,建立以能源运营商(IESO)、负荷聚合商(ULA)和新能源汽车负荷聚合商(NEVLA)为主体的Stackelberg-Shapley双层博弈框架;其次,将双层博弈框架嵌入两阶段模型预测控制滚动调度模型中,并在第1阶段引入惩罚博弈机制,抑制车主按照个人意愿无序改变充电计划的行为;最后,联合沙丘猫优化算法与CPLEX求解器对博弈模型进行求解。仿真结果表明:所提策略与无惩罚博弈机制的滚动优化运行策略及考虑惩罚博弈机制的单断面优化运行策略对比,能源运营商的收益分别提高了4.43%、7.75%,负荷聚合商的剩余价值分别提高了6.48%、12.18%,电动汽车负荷调度成本分别减少了13.64%、4.43%,验证了所提策略具有更好的系统运行经济性。 展开更多
关键词 出行行为调整 双层博弈 电热氢综合能源系统 滚动优化运行 新能源汽车
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