考虑氢负荷响应的化工园区电–氢耦合系统协同优化调度

摘要

为解决新能源大规模发展下日益严重的弃风弃光现象，中国很多城市及园区开始广泛使用电解水制氢作为消纳新能源的一种有效途径，随之产生了越来越多的电–氢耦合系统，本文以化工园区为例，提出了考虑氢负荷响应的园区级电–氢耦合系统协同优化调度方法。首先，以实际绿氢绿氨工业园区为基础，提出了典型园区级电–氢耦合系统架构，并从系统的源–网–荷–储各角度建立了包括煤制氢、电解水制氢、储氢罐、氢制氨、氢燃料发电机与输氢管网的化工园区电–氢耦合系统模型。其次，以实现园区整体效益最大为目标，并在目标函数中加入弃风弃光惩罚项，同时考虑氢负荷的需求侧响应，使氢制氨作为园区内可灵活调节的资源，基于此进行化工园区电–氢耦合系统协同优化调度。为验证本文所提出优化调度方法的经济性及优越性，对比分析了3种不同运行场景下的优化调度结果。结果表明，电解槽与氢燃料发电机通过跟踪园区内的电源与电负荷的变化情况，实时调整自身出力功率，在保证园区电量平衡的前提下减少与外界的电力交易，减少园区购电成本与弃风弃光，同时，考虑氢制氨的需求侧响应可以在保证经济效益的前提下，进一步减少弃风弃光、降低园区整体运行成本。

关键词

电–氢耦合系统 / 电解水制氢 / 氢负荷