考慮輔助調(diào)峰的儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)容量配置研究

曹煒，沙海偉

(中國能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司，南京 210006)

在國家能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的引領(lǐng)和可再生能源相關(guān)政策的驅(qū)動(dòng)下，我國可再生能源發(fā)展進(jìn)入了提速期，截至2021年底，全國可再生能源累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到10.63億kW，占全國電力裝機(jī)的44.8%，其中水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模均位列世界第一，發(fā)電量占全社會(huì)用電量比重達(dá)到29.8%[1]。

風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源具有間歇性、波動(dòng)性特征[2]，出力高峰主要在春冬兩季，而此時(shí)電力系統(tǒng)負(fù)荷較小，電網(wǎng)面臨巨大調(diào)峰壓力[3]，甚至在局部地區(qū)、局部時(shí)段存在一定的棄風(fēng)限電問題[4]。據(jù)此，我國已開展大量的探索和研究工作，如通過配置儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)新增調(diào)峰能力[5-7]，加快火電靈活性改造[8]，推動(dòng)電力系統(tǒng)輔助調(diào)峰市場建設(shè)[9]等。目前，國內(nèi)外關(guān)于氫能等儲(chǔ)能系統(tǒng)參與新能源消納等方面的研究逐漸增多[10]。文獻(xiàn)[10]建立了儲(chǔ)能系統(tǒng)與區(qū)域電網(wǎng)模型，以經(jīng)濟(jì)消納和最大容量消納兩種方式，對儲(chǔ)能系統(tǒng)開展容量優(yōu)化配置，但均有一定的棄風(fēng)問題；文獻(xiàn)[11]探索氫能參與風(fēng)電出力，建立了全壽命周期的風(fēng)氫混合系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型，以凈利潤為目標(biāo)，得出設(shè)備最優(yōu)參數(shù)和價(jià)格參數(shù)；文獻(xiàn)[12]提出了制氫系統(tǒng)參與輔助調(diào)峰服務(wù)的容量優(yōu)化策略；文獻(xiàn)[13]對伊朗地區(qū)風(fēng)電和光伏發(fā)電制氫的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，得出新能源制氫具有可行性的結(jié)論；文獻(xiàn)[14-15]針對風(fēng)電制氫，提出了優(yōu)化控制策略，并在仿真分析中驗(yàn)證其能夠提高電解水制氫的性能。

可以看出，目前針對儲(chǔ)能以及氫能緩解調(diào)峰問題的研究主要集中在容量優(yōu)化和控制策略等方面，但對儲(chǔ)能與制氫混合參與火電輔助調(diào)峰方面的研究較少。本文對考慮輔助調(diào)峰的儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)(Bess-Hydrogen Hybrid System, BHHS)容量優(yōu)化配置進(jìn)行研究，通過在火電側(cè)配置儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組的深度調(diào)峰，從而達(dá)到緩解棄風(fēng)限電的目的。

1 混合系統(tǒng)參與調(diào)峰輔助服務(wù)的能量管理策略

1.1 輔助調(diào)峰服務(wù)分析

圖1為某風(fēng)電場一天出力情況，從圖中可以看出，該風(fēng)電場出力存在波動(dòng)性的特點(diǎn)，特別是在下午和夜間出力較大但此時(shí)負(fù)荷水平較低，電網(wǎng)消納壓力較大，容易出現(xiàn)棄風(fēng)限電現(xiàn)象。

圖1 某風(fēng)電場一天出力情況

因此，目前已有較多地區(qū)建設(shè)輔助服務(wù)市場，以期緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力[16]，調(diào)峰機(jī)組一般定義為煤電機(jī)組、核電機(jī)組等具有深度調(diào)節(jié)能力的電源，大部分地區(qū)還將儲(chǔ)能納入調(diào)峰電源。此外，山東省還提出建設(shè)制氫系統(tǒng)容量等同于儲(chǔ)能調(diào)峰容量。目前，大部分地區(qū)將機(jī)組出力基準(zhǔn)值定為50%，并將機(jī)組出力達(dá)30%以下的部分定義為深度調(diào)峰，并獲得收益。部分老舊火電廠難以實(shí)現(xiàn)30%以下出力，但可以通過在火電廠側(cè)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)和制氫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)充電和制氫系統(tǒng)制氫，以減少火電出力，達(dá)到深度調(diào)峰的目的，獲取深度調(diào)峰收益。同時(shí)，還可以將氫氣出售，獲得額外收益。

1.2 混合系統(tǒng)參與調(diào)峰結(jié)構(gòu)

圖2為儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，系統(tǒng)主要包括火電機(jī)組、儲(chǔ)能電站以及制氫系統(tǒng)等。圖中火電機(jī)組、儲(chǔ)能電站以及制氫系統(tǒng)通過升壓變接入PCC點(diǎn)，與公共電網(wǎng)及負(fù)荷相連接。儲(chǔ)能電站主要包括儲(chǔ)能電池、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及升壓變壓器等部分。制氫系統(tǒng)主要由電解水制氫系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及升壓變壓器組成，其中電解水制氫系統(tǒng)包括電解槽、儲(chǔ)氫罐以及緩沖機(jī)和壓縮機(jī)等其它輔助設(shè)備，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括AC-DC變換以及DC-DC變換單元。制氫系統(tǒng)制取的氫氣存儲(chǔ)在儲(chǔ)氫罐中，運(yùn)輸至加氫站和工廠等使用。

圖2 儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 混合系統(tǒng)參與調(diào)峰能量管理策略

儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)在火電側(cè)與火電機(jī)組協(xié)調(diào)配合輔助調(diào)峰，其基本思路是將風(fēng)電超出電網(wǎng)接納能力的富余電量通過儲(chǔ)能和制氫系統(tǒng)加以消納。考慮到各個(gè)系統(tǒng)的度電成本，依次考慮火電機(jī)組深度調(diào)峰，混合系統(tǒng)儲(chǔ)能電站和制氫系統(tǒng)動(dòng)作。風(fēng)電大發(fā)時(shí)，火電機(jī)組降低出力仍無法消納富余風(fēng)電電量，此時(shí)混合系統(tǒng)作為負(fù)載減少火電機(jī)組出力，儲(chǔ)能系統(tǒng)吸收電量，制氫系統(tǒng)開始制氫，火電機(jī)組獲得深度調(diào)峰補(bǔ)償，同時(shí)提高新能源消納能力。根據(jù)調(diào)度機(jī)構(gòu)要求，混合系統(tǒng)盡量參與輔助調(diào)峰服務(wù)，減少棄電現(xiàn)象。

根據(jù)以上分析并結(jié)合輔助調(diào)峰市場規(guī)則，提出以下能量管理策略：混合系統(tǒng)在參與輔助調(diào)峰時(shí)，若調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)度火電機(jī)組出力需大于調(diào)度基準(zhǔn)值時(shí)，根據(jù)調(diào)峰規(guī)則調(diào)度機(jī)構(gòu)無償實(shí)現(xiàn)火電功率調(diào)度，混合系統(tǒng)不出力；若調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)度火電機(jī)組出力在最低出力和調(diào)度基準(zhǔn)值之間時(shí)，火電機(jī)組有能力進(jìn)行調(diào)峰，此時(shí)無需混合系統(tǒng)參與調(diào)峰；若需調(diào)度的火電出力低于火電最低出力，此時(shí)混合系統(tǒng)參與調(diào)峰。儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)能量管理策略如圖3所示。

圖3中，k為火電機(jī)組調(diào)峰能力，即調(diào)峰容量與最大出力比值，Pbess、Ebess分別為儲(chǔ)能電站的功率和能量，PH2為制氫系統(tǒng)功率，Pload和Pwind分別為負(fù)荷功率和風(fēng)電功率，Pmax為火電機(jī)組最大出力。根據(jù)不同的出力情況，共有5種能量管理狀態(tài)：

圖3 儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)能量管理策略

狀態(tài)控制SC1：此時(shí)火電機(jī)組進(jìn)入深度調(diào)峰狀態(tài)最低出力，同時(shí)儲(chǔ)能電站和制氫系統(tǒng)以額定功率吸收火電出力?；旌舷到y(tǒng)聯(lián)合火電機(jī)組發(fā)出功率較高，負(fù)荷不足以消納所有風(fēng)電電量，將向調(diào)度反饋按能夠達(dá)到的最低功率出力，此時(shí)仍有一定的棄風(fēng)電量。

狀態(tài)控制SC2：此時(shí)火電機(jī)組進(jìn)入深度調(diào)峰狀態(tài)最低出力，混合系統(tǒng)中儲(chǔ)能電站優(yōu)先動(dòng)作，剩余部分由制氫系統(tǒng)加以補(bǔ)足，此時(shí)無棄風(fēng)電量。

狀態(tài)控制SC3：此時(shí)火電機(jī)組進(jìn)入深度調(diào)峰狀態(tài)最低出力，混合系統(tǒng)中僅儲(chǔ)能電站動(dòng)作，若儲(chǔ)能電站電量達(dá)到上限，剩余部分由制氫系統(tǒng)補(bǔ)足，此無棄風(fēng)電量。

狀態(tài)控制SC4：此時(shí)火電機(jī)組進(jìn)入深度調(diào)峰狀態(tài)，火電機(jī)組無需降至最低出力即可完全消納風(fēng)電電量，此時(shí)儲(chǔ)能電站放電供制氫系統(tǒng)制氫，系統(tǒng)無棄風(fēng)電量。

狀態(tài)控制SC5：此時(shí)火電機(jī)組出力高于50%火電額定功率，調(diào)度機(jī)構(gòu)無償調(diào)度，無調(diào)峰補(bǔ)貼?；旌舷到y(tǒng)中儲(chǔ)能電站放電供制氫系統(tǒng)制氫，系統(tǒng)無棄風(fēng)電量。

2 混合系統(tǒng)參與調(diào)峰技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型

2.1 費(fèi)用模型

火電機(jī)組在調(diào)峰時(shí)，可分為常規(guī)調(diào)峰、穩(wěn)燃不投油調(diào)峰和穩(wěn)燃投油調(diào)峰三種，其調(diào)峰費(fèi)用A可表示為：

(1)

式(1)中：Pthe為火電機(jī)組功率，a、b、c為火電機(jī)組在常規(guī)調(diào)峰時(shí)的費(fèi)用系數(shù)，Scoal為當(dāng)季煤炭價(jià)格水平；ε為火電機(jī)組在穩(wěn)燃不投油調(diào)峰時(shí)的損耗系數(shù)，Sgen為運(yùn)行損耗費(fèi)用，N為火電機(jī)組轉(zhuǎn)子的致裂循環(huán)周期；Poil和Coil分別為投油油量和單位投油費(fèi)用，Penvi和Cenvi分別環(huán)境影響量和單位環(huán)境成本。

此外，為保障新能源的有效消納，不少省份要求對火電機(jī)組進(jìn)行深度調(diào)峰改造，相應(yīng)的改造成本可表示為B。

混合系統(tǒng)費(fèi)用C包括建設(shè)期費(fèi)用和運(yùn)營期的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用兩方面。

(1)混合系統(tǒng)建設(shè)期費(fèi)用。

混合系統(tǒng)建設(shè)期費(fèi)用包括儲(chǔ)能電站建設(shè)費(fèi)用和制氫系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用，建設(shè)費(fèi)用一般可以分為土地成本、設(shè)備成本以及建筑安裝成本等，由于本次混合系統(tǒng)建設(shè)在電廠內(nèi)，土地成本可不計(jì)。

儲(chǔ)能電站建設(shè)費(fèi)用模型可表示為：

Cbess=(C1+C2)Ebess+C3Pbess

(2)

式(2)中：Cbess為儲(chǔ)能電站建設(shè)費(fèi)用，C1、C2和C3分別為容量單價(jià)、建筑安裝單價(jià)以及功率單價(jià)，Pbess、Ebess分別為儲(chǔ)能電站的功率和能量。

制氫系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用模型可表示為功率相關(guān)函數(shù)，即：

CH2=CunitPH2+Ccon

(3)

式(3)中：CH2為制氫系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用，Cunit為制氫系統(tǒng)單位功率造價(jià)，PH2為制氫系統(tǒng)最大運(yùn)行功率，Ccon為制氫系統(tǒng)其它設(shè)備成本。

考慮到混合系統(tǒng)在全壽命周期的運(yùn)行，采用投資等年值法將混合系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用在整體壽命周期內(nèi)進(jìn)行平均分?jǐn)?，即?/p>

Chybrid=f1(Cbess+CH2)

(4)

(5)

式(4)～(5)中：Chybrid為混合系統(tǒng)的投資等年值，f1(A/P,r,n)為資金回收系數(shù)，其中n為混合系統(tǒng)使用年限，若電池以一天兩充兩放的情況考慮，不考慮電池更換情況下以10年期計(jì)，制氫系統(tǒng)根據(jù)氫能設(shè)備廠家建議暫以10年期計(jì)，r為折現(xiàn)率。

(2)混合系統(tǒng)運(yùn)營期費(fèi)用。

制氫系統(tǒng)的運(yùn)維成本主要與制氫量有關(guān)，即：

MH2=UH2VH2

(6)

式(6)中：MH2為制氫系統(tǒng)運(yùn)維成本，UH2為制氫量運(yùn)維單價(jià)，VH2為制氫量?？紤]到制氫系統(tǒng)是為深度調(diào)峰服務(wù)，因此制氫系統(tǒng)需頻繁啟動(dòng)，其運(yùn)維成本要比穩(wěn)定運(yùn)行的制氫系統(tǒng)運(yùn)維成本高很多。

儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)維成本可表示為：

(7)

式(7)中：Mbess為儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)維成本，Cfix-bess為儲(chǔ)能系統(tǒng)固定運(yùn)維成本，Cvar-bess為儲(chǔ)能系統(tǒng)可變運(yùn)維成本，Cwe為儲(chǔ)能系統(tǒng)單位容量運(yùn)維成本，Ccons為儲(chǔ)能系統(tǒng)其他運(yùn)維成本。

由此可以得出，混合系統(tǒng)總體費(fèi)用為：

C=Chybrid+MH2+Mbess

(8)

由式(1)～式(8)可以得出儲(chǔ)能系統(tǒng)參與輔助調(diào)峰的總體費(fèi)用為：

F=A+B+C

(9)

2.2 收益模型

混合系統(tǒng)的收益模型主要包括兩個(gè)方面，第一是參與深度調(diào)峰服務(wù)獲得的調(diào)峰補(bǔ)貼收益，第二是出售氫氣獲得的收益。

(1)輔助調(diào)峰收益

制氫系統(tǒng)同火電機(jī)組協(xié)同出力某天參與深度調(diào)峰補(bǔ)貼收益可以表示為：

X1=μαΣEhybrid

(10)

式(10)中：ΣEhybrid為一天中火電機(jī)組和混合系統(tǒng)共同出力的電量，μ為輔助調(diào)峰的階梯補(bǔ)貼，α為混合系統(tǒng)度電補(bǔ)貼收益系數(shù)。

(2)氫氣售出收益

根據(jù)目前制氫設(shè)備效率和氫氣產(chǎn)出等情況，一般4.5～ 5 kW·h電量可制取1 m3氫氣，通過出售氫氣可獲取一定的收益：

X2=ηΣVH2

(11)

式(11)中：η為氫氣售出單價(jià)，ΣVH2為總制氫量。

由式(10)和式(11)可得混合系統(tǒng)的收益為：

X=X1+X2

(12)

由此可以得出混合系統(tǒng)總利潤：

Ppro=X-F

(13)

混合系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型為保證Ppro最大，即Ppro_max。

3 算例分析

3.1 算例參數(shù)

某地區(qū)電網(wǎng)總裝機(jī)約為900 MW，其中風(fēng)電容量為200 MW，風(fēng)電滲透率為22.2%，其它裝機(jī)為火電和水電。其中，水電站屬于小散遠(yuǎn)電站類型，能夠?qū)崿F(xiàn)本地消納?；痣姙?00 MW的純凝火電機(jī)組，根據(jù)電網(wǎng)相關(guān)要求，該火電廠已經(jīng)開展了深度調(diào)峰改造，最低出力能夠達(dá)到43%左右。根據(jù)火電廠業(yè)主意愿，擬在火電側(cè)配置一定的儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰，儲(chǔ)能系統(tǒng)選用磷酸鐵鋰電池，制氫系統(tǒng)選用堿性電解水制氫系統(tǒng)。

該地區(qū)電力負(fù)荷約500 MW，以某典型月進(jìn)行研究，風(fēng)電場出力及負(fù)荷某月波形圖如圖4所示，采用標(biāo)幺值，可以看出，風(fēng)電場出力存在明顯波動(dòng)，特別是在月初和月中旬階段，與負(fù)荷呈現(xiàn)反調(diào)峰特性，導(dǎo)致電網(wǎng)對風(fēng)電的消納較為困難，在沒有混合系統(tǒng)降低火電出力的情況下，系統(tǒng)將選擇部分棄風(fēng)。

圖4 風(fēng)電場出力及負(fù)荷某月波形圖

根據(jù)當(dāng)?shù)剌o助調(diào)峰服務(wù)結(jié)算情況，本文對火電參與深度調(diào)峰的報(bào)價(jià)修正系數(shù)按α為0.75進(jìn)行仿真計(jì)算和分析。

相關(guān)仿真參數(shù)如表1所示。

表1 相關(guān)仿真參數(shù)

3.2 算例分析

基于本文提出的能量管理策略和優(yōu)化方法，以及調(diào)度機(jī)構(gòu)對盡量不棄電的指標(biāo)要求，在Matlab中采用改進(jìn)遺傳算法對典型月各種最優(yōu)配置的混合系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)見表2。

表2 混合系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)

從表2中可以看出，若該火電廠僅依靠火電深度調(diào)峰，盡管其出力能夠降至額定功率的43%左右，實(shí)現(xiàn)了部分風(fēng)電的消納，但風(fēng)電大發(fā)時(shí)仍有較大棄風(fēng)，棄風(fēng)總量達(dá)到528.97 MW·h，調(diào)峰凈利潤僅為4.81萬元。

采用火電+儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)峰，在凈利潤最高的條件下，需配置32/86 MW·h的儲(chǔ)能系統(tǒng)，此時(shí)凈利潤將達(dá)到13.27萬元，棄風(fēng)總量減少至 116.03 MW·h，相比僅火電調(diào)峰減少78.1%的棄風(fēng)量，由于儲(chǔ)能系統(tǒng)存在電量限制，若風(fēng)電連續(xù)大發(fā)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電滿后仍將棄風(fēng)，這也是配置儲(chǔ)能系統(tǒng)的缺點(diǎn)之一，若要實(shí)現(xiàn)完全不棄風(fēng)則需增加儲(chǔ)能系統(tǒng)容量至36 MW/180 MW·h，此時(shí)凈利潤僅為9.22萬元，相比優(yōu)化參數(shù)條件下儲(chǔ)能凈利潤大幅下降。圖5給出了僅火電+儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)峰時(shí)儲(chǔ)能容量與凈利潤變化。可以看出，儲(chǔ)能系統(tǒng)凈利潤呈先增后減的趨勢，系統(tǒng)容量在達(dá)到32 MW/86 MW·h時(shí)凈利潤最高。

圖5 火電+儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)峰時(shí)儲(chǔ)能容量與凈利潤變化

采用火電+制氫系統(tǒng)調(diào)峰，根據(jù)目前市場情況，配置標(biāo)準(zhǔn)的7 500 Nm3的儲(chǔ)氫罐及附加設(shè)備大約在100萬元左右，32 MW制氫系統(tǒng)費(fèi)用約為同容量儲(chǔ)能系統(tǒng)三分之二左右，正常調(diào)峰情況下若實(shí)現(xiàn)每天一次氫氣運(yùn)輸，制氫系統(tǒng)容量約束相比儲(chǔ)能系統(tǒng)容量約束受限較少。在凈利潤最大情況下，需配置32 MW的制氫系統(tǒng)，此時(shí)凈利潤為34.91萬元，制氫量為105 352 m3，此時(shí)棄風(fēng)電量僅為2.21 MW·h，已大幅減少。隨著制氫系統(tǒng)容量和功率的增加，制氫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)先增后降的趨勢。

采用火電+混合系統(tǒng)調(diào)峰，在系統(tǒng)最優(yōu)條件下，配置32 MW制氫系統(tǒng)和3 MW/1 MW·h儲(chǔ)能系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠獲得的深度調(diào)峰凈利潤達(dá)37.41萬元，并且無棄風(fēng)現(xiàn)象，滿足了調(diào)度機(jī)構(gòu)對盡量不棄風(fēng)棄光指標(biāo)的要求，此時(shí)系統(tǒng)制氫量約為119 832 m3。圖6為火電+混合系統(tǒng)調(diào)峰時(shí)混合系統(tǒng)功率與凈利潤變化圖，此時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量為1MW·h。從圖6中可以看出，隨著混合系統(tǒng)功率的上升，凈利潤迅速上升達(dá)到最大，此時(shí)混合系統(tǒng)利用率較高，在混合系統(tǒng)功率達(dá)到不棄風(fēng)所需最大功率后，混合系統(tǒng)利用率逐步下降，系統(tǒng)利潤呈現(xiàn)先增后減的趨勢。

圖6 火電+混合系統(tǒng)調(diào)峰時(shí)混合系統(tǒng)功率與凈利潤變化

從利潤組成來看，按目前市場上氫氣售價(jià)15元/kg計(jì)，單月混合系統(tǒng)制氫量達(dá)到119 832 m3，氫氣銷售收入約為16.16萬元。可以推斷出，混合系統(tǒng)更主要的是依靠深度調(diào)峰獲得補(bǔ)貼收益。在目前電源側(cè)可再生能源電解水制氫成本居高不下，僅能依靠氫氣出售獲得收益的情況下，在火電側(cè)配置儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)，同時(shí)獲得深度調(diào)峰補(bǔ)貼和氫氣收益，是一個(gè)較為可行的方向。

同時(shí)，由以上分析可以看出，在火電側(cè)配置儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)，由于系統(tǒng)初始成本過高，其容量大小是系統(tǒng)能否最終獲利的關(guān)鍵，合理的容量能夠在讓火電側(cè)獲得深度調(diào)峰補(bǔ)貼的同時(shí)，更高效地緩解棄風(fēng)問題。在實(shí)際中，混合系統(tǒng)容量應(yīng)綜合考慮負(fù)荷、風(fēng)電以及電網(wǎng)的具體情況，進(jìn)行合理的綜合配置。

4 結(jié)語

火電廠配置儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)參與輔助調(diào)峰服務(wù)，能夠提高電力系統(tǒng)調(diào)峰能力，減少棄風(fēng)限電現(xiàn)象，同時(shí)生產(chǎn)高純度氫氣用于工業(yè)生產(chǎn)和交通等利用。本文在建立了儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型基礎(chǔ)上，提出了參與火電調(diào)峰輔助服務(wù)的容量優(yōu)化配置方法和能量管理策略，并基于某地區(qū)火電廠實(shí)際工程案例，采用改進(jìn)遺傳算法，得出了儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)容量優(yōu)化配置方案，相比較僅火電調(diào)峰、火電+儲(chǔ)能調(diào)峰、火電+制氫系統(tǒng)調(diào)峰等情況，火電與儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)峰不僅能獲得更高的調(diào)峰利潤和制氫量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更低的棄風(fēng)電量，提高了電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力。

儲(chǔ)能-制氫混合系統(tǒng)容量優(yōu)化配置受到棄風(fēng)電量、系統(tǒng)參數(shù)、調(diào)峰成本及收益、氫氣售出等情況的影響，在實(shí)際算例中應(yīng)根據(jù)情況具體分析。由于目前氫燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)備成本較高，本文僅考慮將氫氣制取后售出參與工業(yè)和交通等利用，下一步將關(guān)注和研究棄電制氫后發(fā)電反饋回電網(wǎng)，提高氫能的利用效率。