考慮光熱集熱單元的氫儲(chǔ)能熱電聯(lián)供綜合能源系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置

孫璐瑤，陳來(lái)軍，，熊宇峰，李笑竹，梅生偉，

（1.青海大學(xué) 新能源光伏產(chǎn)業(yè)研究中心，青海 西寧 810016；2.清華大學(xué) 電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系，北京 100084）

0 引言

隨著全球能源匱乏、環(huán)境惡化等問(wèn)題越發(fā)凸顯，新能源特別是太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。我國(guó)西北地區(qū)的太陽(yáng)能資源非常豐富，但受制于其輸出功率的隨機(jī)性與波動(dòng)性，需要搭配儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)提高其供電的穩(wěn)定性。氫能具有零污染、效率高、來(lái)源豐富等特點(diǎn)，因此光伏儲(chǔ)氫系統(tǒng)是太陽(yáng)能高效清潔利用的重要手段［1-2］。然而，西北地區(qū)的熱負(fù)荷較高，對(duì)單一園區(qū)配置光伏儲(chǔ)氫熱電聯(lián)供系統(tǒng)的效率偏低，經(jīng)濟(jì)性較差，因此研究高效的太陽(yáng)能熱電綜合利用對(duì)于解決上述問(wèn)題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義［3-4］。

在太陽(yáng)能熱電綜合利用方面，現(xiàn)階段的研究大多為由光伏發(fā)電與多能聯(lián)供的氫儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)建的熱電聯(lián)供系統(tǒng)滿(mǎn)足綜合負(fù)荷［5］。文獻(xiàn)［6］針對(duì)西部高原地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，提出了光伏儲(chǔ)氫獨(dú)立供能系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，建立了含電解槽（electrolysis cell，EL）、儲(chǔ)氫罐（hydrogen tank，HT）、燃料電池（fuel cell，F(xiàn)C）的氫儲(chǔ)能系統(tǒng)熱電聯(lián)供模型，并提出了該模型的容量?jī)?yōu)化配置方法。文獻(xiàn)［7］考慮FC 及EL 的熱電氫聯(lián)供特性，建立了FC 氫轉(zhuǎn)電、氫轉(zhuǎn)熱以及EL 電轉(zhuǎn)氫、電轉(zhuǎn)熱的模型，研究了熱電氫聯(lián)供型微網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。文獻(xiàn)［8］提出了一種含氫儲(chǔ)能的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)模型，對(duì)其進(jìn)行了電化學(xué)、熱力學(xué)等特性分析，并給出了優(yōu)化配置方法。文獻(xiàn)［9］較為詳細(xì)地分析了氫儲(chǔ)能系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行特性，設(shè)計(jì)了FC電、熱出力與系統(tǒng)能量流動(dòng)耦合的工作方式，改善了系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。文獻(xiàn)［10］針對(duì)分布式光伏出力的不確定性特征對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響，提出了一種計(jì)及光伏出力不確定性的氫能綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略。文獻(xiàn)［11］綜合考慮電網(wǎng)配置成本，建立了考慮低碳制氫的微電網(wǎng)優(yōu)化配置模型，通過(guò)分析電、氫設(shè)備的調(diào)度邏輯，提出了一種電氫協(xié)調(diào)調(diào)度策略，并驗(yàn)證了模型和策略的有效性。

氫儲(chǔ)能本身的熱電耦合約束，導(dǎo)致其供能靈活性受到制約，容易出現(xiàn)以熱定電或者以電定熱的情況，而上述研究較少考慮供熱效果更佳的光熱機(jī)組，整體的能量利用效率有進(jìn)一步提升的空間［12］。光熱機(jī)組也是太陽(yáng)能熱電綜合利用的重要手段。文獻(xiàn)［13］構(gòu)建了一種含光熱電站、風(fēng)電場(chǎng)、電儲(chǔ)能裝置、電加熱器等能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的新微網(wǎng)架構(gòu)，基于價(jià)格彈性矩陣建立了電負(fù)荷和熱負(fù)荷的需求響應(yīng)模型。文獻(xiàn)［14］將光熱電站與風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電加熱器、儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合構(gòu)成了熱電聯(lián)供型微網(wǎng)，并建立了熱電聯(lián)供型微網(wǎng)的運(yùn)行優(yōu)化模型。文獻(xiàn)［15］基于機(jī)會(huì)約束高斯混合模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)調(diào)度方案魯棒性的準(zhǔn)確描述，進(jìn)一步提出了多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，以保障含光熱電站熱電聯(lián)供型微網(wǎng)調(diào)度方案的魯棒性以及經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)最佳均衡協(xié)調(diào)。文獻(xiàn)［16］針對(duì)光熱電站以及熱電聯(lián)供系統(tǒng)，提出了一種以運(yùn)行成本最低為目標(biāo)的兩階段隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型，提高了系統(tǒng)的可靠性，并降低了運(yùn)行成本。針對(duì)光熱發(fā)電的研究大多處于初步階段，通常采用常規(guī)儲(chǔ)能方式與之相配合，而常規(guī)儲(chǔ)能的多能轉(zhuǎn)化能力不足，限制了太陽(yáng)能的綜合利用水平。而對(duì)于高熱電負(fù)荷比例的用能場(chǎng)景，當(dāng)光伏儲(chǔ)氫和光熱這2 種供能方式單獨(dú)工作時(shí)，能量利用率和系統(tǒng)效益均有不小的提升空間。

針對(duì)高熱電負(fù)荷比例的用能場(chǎng)景，為了實(shí)現(xiàn)高效太陽(yáng)能熱電綜合利用，本文通過(guò)引入光熱集熱單元，提升熱電耦合約束下氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的供能靈活性［17］，構(gòu)建多能互補(bǔ)的太陽(yáng)能熱電綜合利用系統(tǒng)。基于對(duì)各類(lèi)機(jī)組特性的分析，構(gòu)建了光伏光熱氫儲(chǔ)能熱電聯(lián)供（photovoltaic and photothermal hydrogen energy storage cogeneration，PPHC）系統(tǒng)的容量配置優(yōu)化模型。以西北某園區(qū)為算例，驗(yàn)證了PPHC 系統(tǒng)的熱電綜合利用效益。

1 PPHC系統(tǒng)

本文所提光伏儲(chǔ)氫與光熱聯(lián)合熱電聯(lián)供系統(tǒng)主要由光伏儲(chǔ)氫供能、光熱供能兩部分組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示。光伏儲(chǔ)氫部分包括光伏發(fā)電單元、EL、HT、FC，其中EL 負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)化為氫能，F(xiàn)C 負(fù)責(zé)將氫能轉(zhuǎn)化為電能，這2 種設(shè)備產(chǎn)生的熱能可以供給熱負(fù)荷或儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱單元中。光熱供能部分包括定日鏡組成的光熱集熱單元和儲(chǔ)熱單元，各供熱單元和設(shè)備可直接向熱負(fù)荷供能，也可將熱能儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱單元中由其調(diào)節(jié)供能。

圖1 PPHC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)Fig.1 Basic structure of PPHC system

該P(yáng)PHC 系統(tǒng)可以提升系統(tǒng)的能量利用率和經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)氫儲(chǔ)能設(shè)備的熱電聯(lián)供特性和光熱集熱單元的高質(zhì)量熱供應(yīng)，可以打破以熱定電的運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)高效的熱電供應(yīng)。

2 機(jī)組特性建模

2.1 EL

EL 是將純凈水電解成氫氣和氧氣的設(shè)備，能將電能轉(zhuǎn)化為氫能，其能量轉(zhuǎn)化特性模型可簡(jiǎn)化表示為［18］：

式中：Mel(t)、Pel(t)分別為t時(shí)刻EL 的產(chǎn)氫量、輸入功率；ηel為EL 的效率；ρ為1 kW·h 電能對(duì)應(yīng)的氫氣量；Hel(t)為t時(shí)刻EL 產(chǎn)生的能被利用的熱量（不考慮能量損失）。

2.2 HT

HT 可用于儲(chǔ)存EL 產(chǎn)生的氫氣，其儲(chǔ)存量模型可簡(jiǎn)化表示為：

式中：Mht(t)為t時(shí)刻HT 內(nèi)的氫氣量；η1、η2分別為HT的儲(chǔ)氫、耗氫效率；Mfc(t)為t時(shí)刻FC的耗氫量。

2.3 FC

與EL 相反，F(xiàn)C 將氫能轉(zhuǎn)化為電能，其能量轉(zhuǎn)化特性模型可表示為：

式中：Pfc(t)為t時(shí)刻FC 的輸出功率；ηfc為FC 的效率；Hfc(t)為t時(shí)刻FC 產(chǎn)生的能被利用的熱量（不考慮能量損失）。

2.4 儲(chǔ)熱單元

儲(chǔ)熱單元與HT 類(lèi)似，是儲(chǔ)存熱量的設(shè)備，其儲(chǔ)存量模型可表示為：

式中：Hhsu(t)為t時(shí)刻儲(chǔ)熱單元的總儲(chǔ)熱量；ηloss為儲(chǔ)熱單元的熱耗散系數(shù)；η+、η-分別為儲(chǔ)熱單元的充熱、放熱損失率；Hcha(t)、Hdis(t)分別為t時(shí)刻儲(chǔ)熱單元的總充熱量、總放熱量。

3 優(yōu)化配置模型

3.1 目標(biāo)函數(shù)

PPHC 系統(tǒng)的優(yōu)化配置不僅需要考慮設(shè)備的投資運(yùn)維成本，還需要考慮棄光和失負(fù)荷帶來(lái)的懲罰成本［6］。因此，目標(biāo)函數(shù)可表示為：

式中：C為系統(tǒng)年化總成本；Ci、Co分別為系統(tǒng)年化投資運(yùn)維成本、運(yùn)行成本；Qj、Sj分別為第j類(lèi)設(shè)備的配置容量、單位容量投資建設(shè)成本；ξj為第j類(lèi)設(shè)備年運(yùn)維成本占投資建設(shè)成本的比例；m為系統(tǒng)壽命；r為基準(zhǔn)折現(xiàn)率；分別為全年失電負(fù)荷總量、失熱負(fù)荷總量、總棄光量；βe、βh、βpv分別為失電負(fù)荷、失熱負(fù)荷、棄光的懲罰單價(jià)。

3.2 主要約束條件

系統(tǒng)的約束條件主要包括設(shè)備運(yùn)行約束、電能平衡約束和熱能平衡約束，其中設(shè)備運(yùn)行約束包括常規(guī)的效率約束和出力約束［19］，具體如下。

1）電能平衡約束。

式中：Ppv(t)為t時(shí)刻光伏發(fā)電單元的預(yù)測(cè)出力；Ppvloss(t)為t時(shí)刻的棄光電量；Pld(t)為t時(shí)刻的預(yù)測(cè)電負(fù)荷；Pldloss(t)為t時(shí)刻的失電負(fù)荷。

2）熱能平衡約束。

式 中：Qph(t) 為t時(shí) 刻 集 熱 單 元 的 出 力；Qld(t)、Qphloss(t)、Qldloss(t)分別為t時(shí)刻的熱負(fù)荷、棄光熱量、失熱負(fù)荷。

3）設(shè)備出力約束。

EL和FC的出力上下限約束為：

式中：Qel、Qfc分別為EL、FC的配置容量。

4）儲(chǔ)能約束。

系統(tǒng)的HT及儲(chǔ)熱單元約束為：

式中，αht、αhsu分別為HT、儲(chǔ)熱單元的最小儲(chǔ)能比例系數(shù)，取值均為0.05；Mht，start、Mht，end分別為每天始、末時(shí)刻HT 內(nèi)的氫氣量；Qht、Qhsu分別為HT、儲(chǔ)熱單元的配置容量；Hhsu，start、Hhsu，end分別為每天始、末時(shí)刻儲(chǔ)熱單元的總儲(chǔ)熱量。

式（5）—（9）構(gòu)成含光熱集熱單元的氫儲(chǔ)能綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化配置模型，該模型為線(xiàn)性模型，可使用MATLAB 軟件中的Yalmip 工具箱進(jìn)行編程，并調(diào)用CPLEX求解器進(jìn)行求解。

4 算例分析

4.1 算例參數(shù)

以青海省某地的綜合能源系統(tǒng)為算例，該地區(qū)所處的地理環(huán)境太陽(yáng)能資源豐富，且熱電負(fù)荷比例較高，加之青海省的生態(tài)戰(zhàn)略地位，需要PPHC 系統(tǒng)來(lái)保證供能。

當(dāng)?shù)叵募竞投镜湫腿盏墓夥?、光熱出力情況分別如附錄A 圖A1 和圖A2 所示［6，13］，其中光伏出力因子為所裝光伏發(fā)電單元運(yùn)行時(shí)能發(fā)出的功率系數(shù)。該地區(qū)夏季和冬季典型日的熱負(fù)荷、電負(fù)荷如附錄A 圖A3所示［20］。各類(lèi)裝置的建設(shè)成本、運(yùn)維成本占建設(shè)成本比例和效率如附錄A 表A1［6，21］和表A2［22］所示。

為了凸顯PPHC 系統(tǒng)在該地區(qū)條件下的優(yōu)勢(shì)，算例采用典型日分析法，將典型日分為夏季和冬季，夏季和冬季典型日的時(shí)間比例取為2∶1，通過(guò)仿真計(jì)算得到典型日下滿(mǎn)足負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)各單元的容量，再根據(jù)式（5）計(jì)算系統(tǒng)年化總成本，然后將其與光伏制氫熱電聯(lián)供（photovoltaic hydrogen energy storage cogeneration，PHC）系統(tǒng)、光伏光熱蓄電池儲(chǔ)能（photovoltaic and photothermal battery energy storage，PPB）系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析。

4.2 優(yōu)化配置結(jié)果

當(dāng)熱電負(fù)荷比例為2∶1 時(shí)，PPHC 系統(tǒng)的容量配置結(jié)果如表1 所示。由表可知，光熱集熱單元的裝機(jī)容量低于光伏發(fā)電單元的裝機(jī)容量，這是因?yàn)闅鋬?chǔ)能機(jī)組自身具有良好的熱電聯(lián)供特性，能為系統(tǒng)分擔(dān)一部分熱負(fù)荷。

表1 PPHC系統(tǒng)的容量配置結(jié)果Table 1 Capacity configuration results of PPHC system

將1 d 以1 h 為時(shí)段間隔分為24 個(gè)時(shí)段，冬季典型日PPHC系統(tǒng)的電能、熱能平衡結(jié)果分別如圖2和圖3 所示。圖中，功率值大于0 表示發(fā)電／產(chǎn)熱，功率值小于0表示耗電／吸熱，后同。

圖2 冬季典型日PPHC系統(tǒng)的電能平衡結(jié)果Fig.2 Electric energy balance results of PPHC system on typical winter day

圖3 冬季典型日PPHC系統(tǒng)的熱能平衡結(jié)果Fig.3 Heat energy balance results of PPHC system on typical winter day

從圖2 可看出，由于是獨(dú)立系統(tǒng)，光伏發(fā)電單元的配置容量較大。在時(shí)段11 — 17，光伏出力大于電負(fù)荷，此時(shí)光伏發(fā)電單元直接供電，多余電量被EL消耗制成氫氣，并儲(chǔ)存于HT 中；而在時(shí)段1 — 10、18 — 24，光伏出力為0或小于電負(fù)荷，此時(shí)電能主要由FC提供。

從圖3 可看出，在時(shí)段12 — 17，光熱出力大于熱負(fù)荷，但仍有其他供熱設(shè)備工作，這是因?yàn)镋L 在儲(chǔ)存氫氣的同時(shí)提供了熱量。在時(shí)段1 — 8、18 —24，熱能主要由儲(chǔ)熱單元提供，少部分由FC 提供。系統(tǒng)的主要熱能來(lái)源是光熱出力，這表明PPHC 系統(tǒng)的供熱相較于不含光熱集熱單元的PHC 系統(tǒng)更具有性?xún)r(jià)比。除此之外，EL 產(chǎn)熱和FC 產(chǎn)熱也占系統(tǒng)熱能來(lái)源的相當(dāng)一部分，這表明PPHC 系統(tǒng)相較于PPB 系統(tǒng)擁有一定的熱電聯(lián)供優(yōu)勢(shì)。PPHC 系統(tǒng)在夏季典型日的工作情況大致與冬季典型日相同。不同之處在于，夏季的熱負(fù)荷較小，因此會(huì)出現(xiàn)一部分棄光現(xiàn)象。

冬季典型日PPHC 系統(tǒng)的儲(chǔ)氫量結(jié)果如圖4 所示。圖中，縱軸數(shù)值大于0 表示制氫，小于0 表示耗氫。從圖中可以看出：在時(shí)段11 — 17，EL 工作，儲(chǔ)氫量上升，時(shí)段17 的儲(chǔ)氫量最大；在時(shí)段1 — 10、18 — 24，F(xiàn)C 工作，儲(chǔ)氫量下降，時(shí)段10 的儲(chǔ)氫量最小。儲(chǔ)氫量的變化符合系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

圖4 冬季典型日PPHC系統(tǒng)的儲(chǔ)氫量Fig.4 Storaged hydrogen capacity of PPHC system on typical winter day

4.3 對(duì)比分析

將PPHC 系統(tǒng)與PHC 系統(tǒng)、PPB 系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析。3 種系統(tǒng)的容量配置結(jié)果及系統(tǒng)年化成本分別如表2和表3所示。

表2 3種系統(tǒng)的容量配置結(jié)果Table 2 Capacity configuration results of three systems

由表2 和表3 可知，PPHC 系統(tǒng)的年化總成本小于PHC 系統(tǒng)和PPB 系統(tǒng)。與PPHC 系統(tǒng)相比，PHC系統(tǒng)的光伏發(fā)電單元年化成本幾乎為PPHC 系統(tǒng)的2 倍，這是因?yàn)镻HC 系統(tǒng)的能量來(lái)源僅為光伏，其需要更多的電量通過(guò)EL 和FC 來(lái)供給需求更大的熱負(fù)荷，因此這2 種設(shè)備的配置成本較高，不如PPHC 系統(tǒng)中光伏+光熱供能形式更具經(jīng)濟(jì)性，這也是導(dǎo)致PHC 系統(tǒng)年化總成本大于PPHC 系統(tǒng)的主要原因。此外，PHC系統(tǒng)的HT儲(chǔ)氫速率／容量的配置結(jié)果也大于PPHC 系統(tǒng)，這是因?yàn)镻HC 系統(tǒng)中EL 和FC 更頻繁地制氫、耗氫，對(duì)HT 的容量需求更高。PHC 系統(tǒng)中沒(méi)有光熱集熱單元，不需要在白天儲(chǔ)存其熱能，因此PHC系統(tǒng)的儲(chǔ)熱單元配置容量較小。PPB系統(tǒng)缺少熱電聯(lián)供機(jī)組，因此其光熱集熱單元、儲(chǔ)熱單元的年化成本遠(yuǎn)大于PPHC 系統(tǒng)，所需電儲(chǔ)能設(shè)備的年化成本反而較少，這說(shuō)明PPB 系統(tǒng)的能源利用率較低、熱電耦合特性差，這是導(dǎo)致其年化總成本大于PPHC 系統(tǒng)的主要原因。雖然PPB 系統(tǒng)的年化總成本低于PHC 系統(tǒng)，但是PHC 系統(tǒng)仍在環(huán)保方面擁有顯著優(yōu)勢(shì)。相比于PPB系統(tǒng)，PPHC系統(tǒng)的年化總成本較小，這得益于氫儲(chǔ)能機(jī)組提高了系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性以及熱電耦合特性。PPHC系統(tǒng)的年化總成本略小于PHC 系統(tǒng)，這得益于光熱集熱單元供熱的高效性，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性和能量利用率。

為了分析PPHC 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)比3種系統(tǒng)在冬季典型日的電能平衡結(jié)果，如圖5 所示。由圖可以看出，在白天，PPHC系統(tǒng)的EL耗電量小，因此PPHC系統(tǒng)的光伏出力小于PHC 系統(tǒng)，系統(tǒng)的供電壓力較小。雖然PPB 系統(tǒng)的光伏出力小于PPHC 系統(tǒng)，但其光熱出力遠(yuǎn)大于PPHC 系統(tǒng)。PPHC 系統(tǒng)高于PPB 系統(tǒng)的光伏出力其實(shí)是因?yàn)镻PHC 系統(tǒng)具有熱電聯(lián)供機(jī)組的優(yōu)勢(shì)，可以為系統(tǒng)提供更多的熱量。在夜晚，PPHC 系統(tǒng)和PHC 系統(tǒng)均由FC 供電，但PHC 系統(tǒng)為了供熱，其EL 也在工作，PPB 系統(tǒng)則由蓄電池供電。雖然3 種系統(tǒng)在夜晚的供電方式均為單一供電，但PPHC 系統(tǒng)和PHC 系統(tǒng)的FC 在供電的同時(shí)還能提供熱能。因此總體而言，PPHC系統(tǒng)供電方式的性?xún)r(jià)比最高。

圖5 冬季典型日3種系統(tǒng)的電能平衡結(jié)果Fig.5 Electric energy balance results of three systems on typical winter day

3 種系統(tǒng)在冬季典型日的熱能平衡結(jié)果如圖6所示。從圖中可以看出，在白天：相較于PPB 系統(tǒng)，PPHC 系統(tǒng)的光熱出力明顯較小，且EL 和FC 的出力占一小部分；而相較于PHC 系統(tǒng)，PPHC 系統(tǒng)的EL、FC 出力較小，其供熱不那么依賴(lài)于氫儲(chǔ)能設(shè)備。因此，PPHC系統(tǒng)的供熱性?xún)r(jià)比和質(zhì)量明顯優(yōu)于PPB系統(tǒng)和PHC 系統(tǒng)。在夜晚：PPHC 系統(tǒng)中的FC 在供電的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些熱量，加上光熱集熱單元在白天產(chǎn)生的熱量，這2 種方式一起提供熱能；PHC 系統(tǒng)由于只能通過(guò)EL 和FC 產(chǎn)生熱能，對(duì)儲(chǔ)熱單元的依賴(lài)性較小，但成本更高；PPB 系統(tǒng)無(wú)熱電聯(lián)供機(jī)組，熱量全由儲(chǔ)熱單元提供。因此總體而言，PPHC系統(tǒng)供熱方式的性?xún)r(jià)比最高。

圖6 冬季典型日3種系統(tǒng)的熱能平衡結(jié)果Fig.6 Heat energy balance results of three systems on typical winter day

綜上所述，算例仿真結(jié)果表明相較于一般的系統(tǒng)，PPHC系統(tǒng)在高熱電負(fù)荷比例場(chǎng)景下的能量利用率更高，運(yùn)行靈活性更好，成本更低。算例定量給出了PPHC系統(tǒng)相較于另外2種系統(tǒng)節(jié)約的成本，分析了影響成本的主要因素，便于后續(xù)研究有針對(duì)性地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改優(yōu)化。

5 結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)以清潔能源為主的新型電力系統(tǒng)，針對(duì)西北園區(qū)的高熱電負(fù)荷比例場(chǎng)景用能需求，提出了考慮光熱集熱單元的氫儲(chǔ)能熱電聯(lián)供綜合能源系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化配置方法，所得主要結(jié)論如下：

1）PPHC 系統(tǒng)充分發(fā)揮了氫儲(chǔ)能機(jī)組EL、FC 的熱電聯(lián)供優(yōu)勢(shì)，以及光熱集熱單元高效供熱的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)西北地區(qū)的清潔供能；

2）PPHC 系統(tǒng)的成本相較于PHC 系統(tǒng)和PPB 系統(tǒng)分別降低了7.9 %、2.9 %；

3）PPHC 系統(tǒng)具有優(yōu)勢(shì)的原因在于實(shí)現(xiàn)了熱電解耦、氫儲(chǔ)能的熱電聯(lián)供特性、光熱集熱單元的高效供熱特性。

此外，為了進(jìn)一步提高PPHC 系統(tǒng)的工程實(shí)用化水平，后續(xù)將在本文研究的基礎(chǔ)上分析考慮用戶(hù)用能特征的熱電聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度，從而進(jìn)一步提高PPHC系統(tǒng)的高效、經(jīng)濟(jì)供能水平。

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