計及海水淡化電制氫和熱慣性的海港綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運行模型

杜天碩，李軍徽，葛磊蛟，張博涵

（1.東北電力大學 現(xiàn)代電力系統(tǒng)仿真控制與綠色電能新技術(shù)教育部重點實驗室，吉林 吉林 132012；2.天津大學 電氣自動化與信息工程學院，天津 300072；3.湖北工業(yè)大學 太陽能高效利用及儲能運行控制湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430068）

0 引言

作為海陸交通的重要樞紐，海港的碳排放問題日益突出，已成為港口行業(yè)關(guān)注的焦點［1］。另外，隨著新型電力系統(tǒng)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，電氣化程度的提升以及日益增長的冷／熱／電／水等能源需求，促使海港逐漸向“以電為核心，電、熱、冷、水多能流融合”為特點的大型海港綜合能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變［2］。因此，為應(yīng)對不斷增長的港口能源需求，并實現(xiàn)國際海事組織提出的零碳目標［3］，海港綜合能源系統(tǒng)已成為當前深入研究的方向，旨在降低碳排放，并增加清潔能源的利用［4-5］。

綜合能源系統(tǒng)所包含的設(shè)備種類繁多［6］，其中，冷熱電聯(lián)供（combined cooling，heating and power，CCHP）、電轉(zhuǎn)氣（power to gas，P2G）和儲能系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注［7-8］。海港綜合能源系統(tǒng)在考慮上述多能流融合的基礎(chǔ)上，更加注重對可再生能源的利用，這對海港能源配置與優(yōu)化運行提出了新挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有研究針對海港綜合能源系統(tǒng)提出了不同的優(yōu)化方案，例如：文獻［9］構(gòu)建了海港綜合能源系統(tǒng)雙層優(yōu)化模型，提升了沿海港口綜合能源系統(tǒng)的經(jīng)濟性和低碳性；文獻［10］通過海上電氣化技術(shù)之間的協(xié)同作用，在一個統(tǒng)一的框架內(nèi)共同優(yōu)化海邊／堆場運營和港口能源系統(tǒng)管理；文獻［11］提出了一種海港綜合能源系統(tǒng)物流-能量協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法，降低了綜合能源系統(tǒng)的運行成本以及碳排放量。在海港綜合能源優(yōu)化運行過程中合理地考慮更多因素，能夠進一步豐富多元化能源的利用方式，從而提高綜合能源系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性、靈活性和可持續(xù)性［4］。

海水淡化設(shè)備作為一種可控負荷，具有高效、清潔、高耗能、出力穩(wěn)定的特點。在海港綜合能源系統(tǒng)中增加海水淡化設(shè)備不僅能滿足海港綜合能源系統(tǒng)的水資源需求，同時能夠達到削峰、減少棄風棄光的目的，從而提高可再生能源的利用率［12-14］。此外，隨著海港綜合能源系統(tǒng)中可再生能源占比的增加，電解水制氫已經(jīng)成為調(diào)節(jié)風光能源輸出電力的綠色手段，這是因為氫能可以實現(xiàn)海港電能的大規(guī)模、長時間儲存。且在考慮海水淡化設(shè)備的基礎(chǔ)上增加電解水制氫過程可以消耗部分經(jīng)海水淡化產(chǎn)生的淡水，進而減輕蓄水池中的蓄水壓力。文獻［15］提出了考慮電解水制氫的港口綜合能源系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度模型，有效降低了總能源成本和碳排放。文獻［5］在展望中指出，在海港綜合能源中考慮制氫技術(shù)是促進海港低碳經(jīng)濟發(fā)展的重要途徑。

傳統(tǒng)的綜合能源系統(tǒng)通常要時刻保持熱負荷的平衡，造成了碳排放的增加。部分研究在傳統(tǒng)綜合能源中考慮了熱慣性以緩解該問題，例如：文獻［16］在綜合能源系統(tǒng)中考慮熱慣性，并通過園區(qū)規(guī)模的綜合能源系統(tǒng)驗證了模型的有效性；文獻［17］提出考慮P2G與冷熱負荷慣性的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型，以系統(tǒng)運營成本最低為目標對模型進行了優(yōu)化；文獻［18］在綜合能源系統(tǒng)中引入人體舒適度模型，算例分析結(jié)果表明該模型可以提高經(jīng)濟性和新能源的消納。由于熱力系統(tǒng)具有較大的慣性，熱用戶對于熱的感受具有滯后性，基于這種模糊感受，引入熱舒適度模型，可以使綜合能源系統(tǒng)的出力和熱負荷需求在時間上具有區(qū)分性，增強系統(tǒng)的調(diào)峰能力。

盡管現(xiàn)有研究已經(jīng)證明考慮海水淡化、電解水制氫以及熱慣性有助于提高綜合能源系統(tǒng)的經(jīng)濟性和靈活性，但是鮮有研究面向多類型能源需求難以平衡的難題，將三者進行綜合考慮對海港綜合能源系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)度。

綜上所述，本文針對現(xiàn)有海港綜合能源系統(tǒng)研究的不足，提出一種計及海水淡化電制氫和熱慣性的海港綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度模型。首先，分析了海水淡化裝置（sea water desalting plant，Des）和海港綜合能源系統(tǒng)中各機組數(shù)學模型和約束條件，以海港綜合能源系統(tǒng)日運行成本最低為目標，構(gòu)建了考慮熱慣性和舒適度的系統(tǒng)模型；其次，針對由于引入海水淡化裝置、蓄水池之間的耦合關(guān)系造成的求解陷入局部最優(yōu)解的問題，提出了自適應(yīng)螺旋飛行麻雀搜索算法（adaptive spiral flying sparrow search algorithm，ASFSSA）；最后，通過仿真驗證了所提模型的可行性，結(jié)果表明與傳統(tǒng)方法相比，所提模型的運行成本更低，碳排放量更少。

1 海港綜合能源系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)

海港綜合能源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型如附錄A 圖A1所示。其中，電負荷由海港基地附近的風機（wind turbine，WT）、光伏（photovoltaic，PV）、蓄電池（battery，BAT）、燃氣輪機（gas turbine，GT）以及從電網(wǎng)購電提供；海港綜合能源系統(tǒng)所需要的熱負荷由燃氣鍋爐（gas boiler，GB）、余熱鍋爐（waste heat boiler，WHB）提供［19］；冷負荷由吸收式制冷機（absorption chiller，AC）和電制冷機提供。經(jīng)過海水淡化裝置的淡水一部分提供給P2G 裝置中的電解槽電解水制氫，一部分提供給水負荷，儲存在蓄水池（reservoir，Res）中［20］。P2G 裝置的原理如附錄A 圖A2 所示，電解槽（electrolyzer，EL）電解水產(chǎn)生的氫氣在甲烷反應(yīng)器（methanation reactor，MR）中與二氧化碳發(fā)生Sabatier反應(yīng)合成甲烷。

1.2 關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)學模型

在海港綜合能源系統(tǒng)中引入海水淡化裝置，可作為一種可控電力負荷，達到削峰、減少棄風棄光的目的，并為系統(tǒng)提供淡水。海水淡化系統(tǒng)與蓄水池相結(jié)合，使得海水淡化裝置的運行更加靈活。本文模型中，海水淡化系統(tǒng)優(yōu)先使用多余的新能源發(fā)電進行海水淡化，保證綜合能源系統(tǒng)效益的最大化。海水淡化系統(tǒng)采用反滲透膜法，所消耗功率與海水淡化機組的產(chǎn)水體積之間的關(guān)系為：

式中：ND為海水淡化裝置的數(shù)量；Pdes(t)為t時刻單臺海水淡化裝置的額定功率；Gi為第i臺海水淡化裝置產(chǎn)水比能耗；V(t)為t時刻海水淡化機組的產(chǎn)水體積；fos為滲透壓系數(shù)；Czero為海水初始濃度；R為回收率；V為淡水產(chǎn)量；V0為進水量。

蓄水池在t時刻的水量VV(t)為：

式中：VV(t-1)為蓄水池在t-1時刻的水量；Vload(t)為t時刻水負荷的需求量；Vel(t)為t時刻電解槽用水量。

P2G 裝置采用堿性電解槽進行制氫，堿性電解槽生產(chǎn)的氫氣功率、用水量以及甲烷反應(yīng)器生產(chǎn)天然氣的速率如式（3）所示。

式中：PEL，H2(t)為t時刻電解槽生產(chǎn)的氫氣功率；ηEL為電解槽制氫效率；Pel(t)為t時刻電解槽功率；VH2O為電解槽單位功率下耗水量；PMR，H2(t)為t時刻輸入到甲烷反應(yīng)器的氫氣功率；ηMR為甲烷反應(yīng)器的生產(chǎn)天然氣效率；FMR(t)為P2G裝置生成的天然氣。

燃氣輪機模型為：

式中：PGT(t)為t時刻燃氣輪機的電功率；HGT(t)為t時刻燃氣輪機的熱功率；FGT(t)為t時刻輸入燃氣輪機的天然氣功率；η為燃氣輪機的電效率；η為燃氣輪機的熱效率。

燃氣鍋爐模型為：

式中：HGB(t)為t時刻燃氣鍋爐的輸出熱功率；FGB(t)為t時刻輸入燃氣鍋爐的天然氣功率；ηGB為燃氣鍋爐的熱效率。

余熱鍋爐模型為：

式中：HWHB(t)為t時刻余熱鍋爐的熱功率；ηWHB為余熱鍋爐的熱效率。

電制冷機模型為：

式中：Lvcr(t)為t時刻制冷機的冷效率；Pvcr(t)為t時刻輸入制冷機的電功率；ηvcr為制冷機的制冷效率。

吸收式制冷機模型如下：

式中：LAC(t)為t時刻吸收式制冷機的制冷功率；HAC(t)為t時刻吸收式制冷機吸收的熱功率；ηAC為吸收式制冷機的制冷效率。

2 供熱系統(tǒng)熱慣性以及舒適度模型

與電力系統(tǒng)中電功率需要保持實時平衡特性不同，供熱系統(tǒng)一般具有很大的熱慣性，其傳播介質(zhì)一般為熱水或蒸汽，傳播速度較慢，且具有延遲性，在停止提供熱能后的一定時間內(nèi)，仍然能夠保持較為適宜的溫度［21］。在綜合能源系統(tǒng)中考慮熱慣性能夠減少綜合能源系統(tǒng)熱源出力，提高經(jīng)濟性、減少碳排放。供熱區(qū)域熱慣性采用的模型為：

式中：Tin(t)為t時刻室內(nèi)溫度；Tout(t)為t時刻室外溫度；Hload(t)為t時刻的熱負荷；ΔT為供熱溫度差；Ca為單位面積下的熱熔；S為供熱面積；μa為單位溫度差下的熱損失；k1—k3為系數(shù)。

人體對冷熱感受程度具有模糊性，采用平均標度預(yù)測（predicted mean vote，PMV）評價指標描述人體對冷熱感受程度［22］，如式（10）所示。

式中：M為人體能量代謝率；Tcl為人體所穿服裝熱阻；Tr為人體在熱舒適狀態(tài)下的平均皮膚溫度，取33.5 ℃。

現(xiàn)行的PMV 指標有7 級標尺，如附錄A 圖A3 所示，PMV值為0時對應(yīng)人體的最佳熱舒適狀態(tài)。

基于上述原理，將供熱系統(tǒng)的熱慣性以及PMV指標引入模型中，在滿足人體舒適度的前提下，靈活調(diào)整供熱負荷的輸出，減少系統(tǒng)的運行成本和碳排放。

3 考慮海水淡化電制氫和熱慣性的海港綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運行

本文在考慮系統(tǒng)運維成本、購買成本、棄風棄光成本以及碳排放成本的基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)總?cè)栈杀咀畹蜑閮?yōu)化目標，綜合考慮設(shè)備出力、蓄水池、蓄電池、機組出力限額、功率平衡、供熱平衡以及PMV 等約束，通過模型求解，優(yōu)化海港綜合能源系統(tǒng)的日內(nèi)優(yōu)化運行模型，減少碳排放成本，促進風電的消納，且滿足系統(tǒng)內(nèi)用水負荷的需求。海港綜合能源系統(tǒng)模型框架如圖1所示。

圖1 海港綜合能源系統(tǒng)模型框架Fig.1 Model framework for seaport integrated energy system

3.1 目標函數(shù)

為保證綜合能源的合理經(jīng)濟性，提出最小化綜合日化成本。

式中：f、n分別為目標函數(shù)和設(shè)備的種類數(shù)；C、Cman、Ccut、Cbuy、Cco2分別為日化成本、運維成本、棄風棄光成本、購買成本、碳排放成本；Cman，i為第i臺設(shè)備的運維成本；Pi為第i臺設(shè)備的設(shè)備容量；gq為棄風棄光價格；Pcut(t)為t時刻棄風棄光功率；ge為購電價格；Pe，buy(t)為t時刻購電功率；gg為購氣價格；Fg，buy(t)為t時刻購氣功率；gH2O為購水價格；PH2O，buy(t)為t時刻購水量；cco2為單位碳價；αco2為電網(wǎng)的二氧化碳排放因子，取0.785；βco2為天然氣的二氧化碳排放因子，取0.19。

3.2 約束條件

海港園區(qū)型綜合能源系統(tǒng)需要滿足的不等式約束包括電源出力約束、蓄電池約束、P2G 功率約束、海水淡化裝置約束、蓄電池水量約束、海水淡化裝置啟停次數(shù)約束、儲氫罐約束、制熱制冷裝置約束和供暖溫度與PMV 約束；等式約束包括電、熱、氣、冷、氫功率平衡。具體表達式見附錄B式（B1）—（B14）。

3.3 模型求解

本文構(gòu)建的考慮海水淡化電制氫和熱慣性的海港綜合能源系統(tǒng)模型是一個含有等式約束以及不等式約束的混合整數(shù)線性模型，如式（12）所示。

在引入海水淡化、蓄水池約束后，模型將變得復(fù)雜，常規(guī)的求解算法存在適應(yīng)性差、容易陷入局部最優(yōu)解和收斂速度慢的問題，因此采用全局搜索能力強、收斂速度快、魯棒性強的ASFSSA。該算法首先在傳統(tǒng)的麻雀優(yōu)化算法中引入tent 混沌映射初始化策略以提高初始種群的質(zhì)量；然后，結(jié)合Levy飛行機制和自適應(yīng)搜索權(quán)重來平衡搜索方法，在提高搜索效率的同時提高所獲得的每個解的質(zhì)量，從而增強算法的搜索能力，具體過程見附錄C式（C1）—（C4）。

最后，引入可變螺旋位置更新策略，使追隨者位置更新變得更加靈活，開發(fā)了各種搜索路徑進行位置更新，并平衡了算法的全局搜索和局部搜索?？勺兟菪恢酶虏呗缘墓饺缦拢?/p>

式中：Q為服從正態(tài)分布的隨機數(shù)；N為混沌序列中的粒子數(shù)；x為種群中最差個體位置；x為種群中最佳個體位置；z=ekcos[π(1-i/Niter_max)]，其隨操作次數(shù)而變化，螺旋線的大小和振幅根據(jù)cos函數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，k為變化系數(shù)，k=5，Niter_max為最大迭代次數(shù)；L為元素為1 的矩陣；A+為隨機數(shù)矩陣；l為均勻分布隨機數(shù)，l∈[-1，1]。

優(yōu)化調(diào)度模型流程圖如圖2 所示，輸入光伏風電預(yù)測數(shù)據(jù)、設(shè)備的參數(shù)以及電、熱、冷、水負荷需求，對海港綜合能源系統(tǒng)進行日內(nèi)優(yōu)化調(diào)度。

圖2 優(yōu)化調(diào)度模型流程Fig.2 Flowchart of optimized scheduling model

4 算例仿真

4.1 算例設(shè)置

本文以北方某海港為例進行算例分析，以24 h為1 個周期進行優(yōu)化調(diào)度。海港內(nèi)風光電源及各設(shè)備參數(shù)如附錄D表D1—D3所示，海港內(nèi)水負荷需求及風電預(yù)測、光伏預(yù)測、負荷需求分別如附錄D 圖D1 及圖D2 所示。分時電價如附錄D 表D4 所示，天然氣價取0.35 元／（kW·h），gq=0.2 元／（kW·h），gH2O=5 元／m3，CCO2=0.17 元／（kW·h）。

4.2 算例分析

為了驗證考慮海水淡化電制氫和熱慣性的綜合能源系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)度模型的有效性和可行性，本文對4種優(yōu)化模型進行分析。

模式1：不考慮海水淡化電制氫和熱慣性的海港綜合能源系統(tǒng)模型。

模式2：考慮海水淡化電制氫，但不考慮熱慣性的海港綜合能源系統(tǒng)模型。

模式3：考慮熱慣性，但不考慮海水淡化電制氫的海港綜合能源系統(tǒng)模型。

模式4：考慮海水淡化電制氫以及熱慣性的海港綜合能源系統(tǒng)模型。

4.2.1 系統(tǒng)成本分析

4 種模式下的成本如表1 所示。為展示考慮海水淡化制氫帶來的成本效益，將模式2與模式1進行對比?？梢钥闯?，考慮海水淡化電制氫可以為電制氫以及負荷提供水，減少了購水成本與棄風棄光成本，總成本較模式1 降低了249.07 元。為展示考慮熱慣性的成本效益，將模式3與模式1進行對比?？煽闯?，由于模式3 考慮了負荷的熱慣性，減少了產(chǎn)熱設(shè)備的出力，系統(tǒng)的運維成本、購買成本以及碳排放成本得以降低，總成本較模式1 降低了1 554.28 元。模式4 同時考慮了海水淡化電制氫以及熱慣性，減少了產(chǎn)熱設(shè)備的出力以及棄風棄光現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時滿足了海港內(nèi)用水負荷的需求以及制氫用水需求，使得購能成本、碳排放成本大幅度降低。相比于模式1 — 3，模式4 的總成本分別降低了1 814.85、1 565.78、260.57 元，具有最佳的成本效益。綜上所述，考慮海水淡化電制氫以及熱慣性，在滿足海港內(nèi)供水需求后，能夠有效減少海港內(nèi)部棄風棄光現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時靈活調(diào)整機組的熱出力，減少系統(tǒng)的碳排放，促進內(nèi)部多能流互補，從而降低海港綜合能源系統(tǒng)的總運行成本。

表1 4種模式的成本Table 1 Costs of four modes

4.2.2 機組電出力與風光消納分析

上述4 種模式下，各設(shè)備的出力以及購電如附錄D 圖D3 — D6 所示。模式3 和模式4 的燃氣輪機出力小于模式1 和模式2 的出力，說明考慮熱慣性可以有效降低熱力的消耗。模式2 和模式4 利用棄風棄光進行海水淡化，減少了一部分的棄風棄光。4 種模式下的棄風棄光功率如圖3 所示。棄風主要發(fā)生在00:00 — 05:00 時段內(nèi)，這是因為用電負荷較少、風電出力較多，此時段內(nèi)海水淡化裝置工作，生產(chǎn)淡水以供使用。這證明在海港綜合能源系統(tǒng)內(nèi)引入海水淡化裝置和電解水制氫系統(tǒng)作為綜合能源的可控負荷，可以實現(xiàn)風光的就近消納，從而提高光伏和風電的利用率。4種模式下，模式4的棄風棄光功率最少，模式1 最多，充分體現(xiàn)了本文所提模型的有效性。

圖3 4種模式下風光消納對比Fig.3 Comparison of WT and PV consumption under four modes

4.2.3 機組熱出力分析

在考慮熱慣性以后，供熱區(qū)域室內(nèi)外溫度以及不同季節(jié)的供熱負荷分別如圖4 和附錄D 圖D7 所示。4 種模式的動機供熱功率如圖5 所示。由圖可以看出，在考慮熱慣性后減少了供熱設(shè)備出力，模式3 和模式4 的供熱功率較模式1 和模式2 有所減少，能夠減少碳排放和購氣成本，在考慮熱舒適度和熱慣性的08:00 — 09:00 和20:00 — 23:00 時段，燃氣輪機增加了出力，余熱鍋爐供熱功率增加。

圖4 供熱區(qū)域室內(nèi)外溫度Fig.4 Indoor and outdoor temperatures in heating zone

圖5 4種模式下的冬季供熱功率Fig.5 Heating power in winter under four modes

圖6、7顯示了4種模式下供熱設(shè)備的具體出力，余熱鍋爐從燃氣輪機發(fā)出的熱量中再次進行產(chǎn)熱，由于考慮了負荷的熱慣性，模式3和模式4的余熱鍋爐比模式1和模式2的余熱鍋爐吸收的熱量要少，同時模式3 和模式4 的燃氣鍋爐的出力也要比模式1和模式2 的要少，降低了碳排放。同時吸收式制冷機在09:00 — 10:00 時段內(nèi)吸收一部分熱量進行制冷，減少一部分電制冷機的出力，由于模式3 和模式4 的供熱功率比模式1 和模式2 的要小，導致吸收式制冷機提供的冷功率要少，模式3 和模式4 的電制冷機增加了一部分出力。綜上所述，考慮熱負荷慣性和熱舒適度彈性后，在溫度允許范圍內(nèi)減少了一部分熱功率出力，提高了系統(tǒng)的調(diào)峰能力，減少了能耗成本與碳排放成本，進而降低了綜合能源系統(tǒng)的總運行成本。

圖6 模式1、2供熱設(shè)備冬季出力Fig.6 Output of heating equipment in Mode 1 and Mode 2 during winter

圖7 模式3、4供熱設(shè)備冬季出力Fig.7 Output of heating equipment in Mode 3 and Mode 4 during winter

4.2.4 海水淡化電制氫分析

以模式4 為例，氫氣平衡如附錄D 圖D8 所示。制取的氫氣，優(yōu)先供給海港的用氫負荷，滿足用氫負荷以后再流向P2G 裝置。以模式4 為例，電解槽的耗水量如附錄D 圖D9 所示?？梢钥闯觯?0:00 —05:00時段內(nèi)P2G 裝置中電解槽耗水量明顯較多，說明此時間段內(nèi)海水淡化裝置利用棄風進行工作，提高了新能源的利用率。

在滿足海港系統(tǒng)內(nèi)用水負荷后，蓄水池的剩余水量如圖8 所示。由圖中各時刻蓄水池剩余水量可以看出，海水淡化裝置產(chǎn)生的淡水在滿足用水需求后會存儲在蓄水池中。這說明考慮海水淡化裝置能夠在減少棄風的同時生產(chǎn)淡水以供使用，具有良好的經(jīng)濟效益。

圖8 蓄水池剩余水量Fig.8 Remaining water volume of reservoir

4.3 優(yōu)化算法對比分析

為驗證本文所采用的ASFSSA 具有較好的搜索能力，基于測試函數(shù)驗證其性能提升效果。選取典型的Schwefel單峰函數(shù)和Rastrigrin 函數(shù)作為測試函數(shù)，將ASFSSA 與粒子群優(yōu)化（particle swarm optimization，PSO）算法和麻雀搜索算法（sparrow search algorithm，SSA）進行對比，種群數(shù)均取50，迭代次數(shù)取為500，對比結(jié)果分別如附錄D 圖D10和圖D11所示。由圖可以看出，在測試函數(shù)中本文所提出的ASFSSA與SSA和PSO算法相比，能夠更早地收斂，并具有更高的收斂精度，充分證明了本文所提ASFSSA的優(yōu)越性。

進一步，以模式4 為例，將ASFSSA 與PSO 算法和SSA 進行對比，結(jié)果如附錄D 圖D12 所示?？梢钥闯?，ASFSSA 在該場景下的求解結(jié)果要優(yōu)于SSA 和PSO；且ASFSSA 在滿足求解精度的同時，收斂速度更快，更能滿足工程的應(yīng)用需求。

5 結(jié)論

針對當前海港綜合能源系統(tǒng)中存在碳排放過高以及棄風棄光問題，本文提出了一種考慮海水淡化電制氫和熱慣性的海港綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運行模型。相比于已有的研究，本文對海水淡化設(shè)備、電解水制氫、熱慣性以及人體舒適度等因素進行了綜合考慮，具有一定的理論借鑒價值。最后，采用本文所提ASFSSA 在滿足系統(tǒng)內(nèi)約束的情況下，以最小化運維成本、購買成本、碳排放成本以及棄風棄光成本之和為目標進行了仿真優(yōu)化。由仿真結(jié)果可知：

1）在海港綜合能源系統(tǒng)中，引入海水淡化裝置以及電制氫裝置，能夠在一定程度上減少棄風現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高風光等可再生能源的利用率，同時滿足系統(tǒng)內(nèi)部用氫負荷，實現(xiàn)海港的綠色低碳化發(fā)展，具有推廣價值；

2）在引入熱慣性模型后，可以在滿足用戶需求和舒適度的前提下，在溫度允許范圍內(nèi)減少一部分熱功率出力，這樣既提高了系統(tǒng)的調(diào)峰能力，又降低了海港綜合能源系統(tǒng)的碳排放，從而促進海港的低碳發(fā)展；

3）本文所采用的ASFSSA 在收斂速度與收斂精度方面均優(yōu)于SSA和PSO算法。

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