计及负荷需求响应的风光储氢系统容量优化配置.pdf

用电 1 用电 计及负荷需求响应的风光储氢系统容量 Power 优化配置 Utilization 1 1 2 1 黄福荣 ，许方园 ，刘国中 ，杨苓 （1．广东工业大学，广东 广州 510006 ；2 ．东莞理工学院，广东 东莞 523008 ） 摘  要：为了研究负荷需求响应对风光储氢系统的影响，以风电、光伏、电储能及制氢设备为主体搭建了典 型风光储氢容量配置模型。考虑分时电价对负荷分布的影响，建立日前分段电价负荷需求响应模型，进而得 出负荷需求响应参与的负荷优化分布。以系统日运行总成本最优为目标，构建考虑负荷需求响应的系统容量 优化配置模型并进行算例仿真 。通过算例结果表明，该模型不仅可以提高系统风光消纳水平，还可以降低系 统运行总成本。 关键词：风电；光伏；储能 ；电解制氢；需求响应 中图分类号：TM72 文献标志码：A DOI ：10.19421/j.cnki.1006-6357.2023.02.007 系统安装在双馈风力发电系统的模型，证明氢储能模 0 引言 型能够改善风电出力稳定性。文献［19 ］提出了一种 进入21世纪后，为应对全球气候所造成的冲击， 带有电转气（P2G ）的氢能-天然气混合储能系统，通 各国都相继制定了碳达峰、碳中和的低碳计划，加 过与微电网结合形成双循环结构，但其碳捕集方式成 速促进能源利用方式向低碳转型。随着我国“双碳” 本和投资成本高。文献［20 ］提出了风电联网但不并 目标的提出与落实，发展风电、光伏等新能源是大 网的风-氢-气架构，可有效消除风电对电网的冲击且 势所趋。由于风电、光伏出力具有间歇性、波动性 减少弃风率，以系统总安装成本、负荷缺电率及功 等特点，难以直接并入电网，造成部分区域弃风弃 率波动率为目标函数进行多目标优化得到最佳优化配 光严重，成为限制风电、光伏进一步发展的重要技 置，但其架构未考虑电储能等其他辅助设备，架构较 ［1-6 ］ 术瓶颈之一 。采用风电光伏等可再生能源电解水 为简单。文献［21 ］提出了—种以氢储能作为多种能 制氢能够把零碳排放渗透到氢气制储用全过程，还 量形式转换枢纽的低碳园区综合能源系统架构，分析 能很大程度上解决风电和光伏开发利用过程中弃风 了可再生能源发电、热电特性、碳减排政策、氢储能 ［7-10 ］ 弃光的问题 。由于电能不能作为能源载体进行大 投资成本等因素对综合成本及碳减排目标的影响。但 规模和长周期存储，氢能能够有效弥补电能存储的 其只考虑了常规储能和氢储能之间的成本差异。文献 ［11-14 ］ 不足 。因此，面对新能源出力的随机性和间歇 ［22-23 ］以提高制氢收益为目标函数，分析了氢储能 性特征，氢能与电能的耦合可支撑更高渗透率的新 对可再生能源就地消纳的作用。以上文献侧重于研究 ［15-17 ］ 能源并网 。 不同类型能源之间的协调利用对系统成本的影响，而 典型风光氢耦合发电系统包含风光能源制储用氢 对于负荷需求响应对能源利用率、系统运行成本的影 以及其他辅助设备组成。文献［18 ］提出了将氢储能 响却鲜有研究。 本文针对以上问题，提出一种考虑负荷需求响应 基金项目：国家自然科学基金项目“高比例新能源发电系统的 的风-光-储-氢模型。通过算例分析验证了微电网中氢 宽频耦合阻抗建模及振荡抑制方法研究”。 能在提高能源利用率，提升电力系统可靠性等方面