计及余热利用的氢电耦合系统多时间尺度优化运行

摘要

新型电力系统中新能源的快速增长，给电力系统的安全运行造成了冲击，而氢电耦合系统作为一种储能系统，具有良好的弥补作用。从提高新能源消纳能力的角度出发，提出考虑电解槽和燃料电池余热利用的氢电耦合系统多时间尺度优化运行方法。首先，建立氢电耦合系统优化运行模型，并分析各设备的耦合机理，考虑电解槽和燃料电池的余热利用，实现电氢热能源的协调利用和相互转化；其次，考虑到不同时间尺度对调度结果的影响，提出一种基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的多时间尺度最优调度方法。在日前调度时段，考虑分时电价和可再生能源发电的随机波动性，通过协调系统内各设备的出力，保证氢电耦合系统的运行成本最小。在实时调度阶段，根据超短期预测结果，利用MPC算法对日前调度结果进行日内滚动优化校正，减小日前预测误差带来的经济性影响。最后，针对算例进行仿真分析，结果表明所提多时间尺度优化运行方法可以有效平抑风机光伏发电波动，提高系统的能源利用率和运行的经济性。

关键词

氢电耦合系统 / 热电联产 / 模型预测控制 / 多时间尺度 / 优化运行