氢储能系统容量双层鲁棒随机优化配置方法

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作   者：

刘明波;  曾贵华;  董萍;  林舜江; 

作者机构：

华南理工大学电力学院; 

关键词：

电热氢综合能源系统;  列与约束生成算法;  氢储能;  季节性存储;  双层鲁棒随机优化; 

期刊名称：

华南理工大学学报(自然科学版)

i s s n：

1000-565X

年卷期：

2024 年 52 卷 009 期

页   码：

12-23

摘   要：

氢能作为一种清洁无污染、能量密度大的二次能源，是大规模消纳新能源的理想储能载体，耦合氢储能系统和可再生能源的电热氢综合能源系统为消纳新能源提供新的思路和方案。围绕电热氢综合能源系统中如何以经济合理的方式投入氢储能设备展开研究，解决氢储能设备容量的合理配置问题以及考虑源荷不确定性对电热氢综合能源系统运行的影响，提出了一种考虑季节性存储和源荷不确定性的电热氢综合能源系统中氢储能容量优化配置方法。首先针对风电功率预测误差较大，电热气负荷预测精度较高的特点，分别采用不确定集和抽样场景描述源和荷两侧的不确定性。然后建立了考虑源荷不确定性和季节性存储的氢储能容量配置双层鲁棒随机优化模型，其上层问题以年化投资成本和运行成本的总成本最小化为目标确定氢储能系统装置容量，下层问题采用两阶段鲁棒随机优化模型模拟电热氢综合能源系统典型日在风电出力最恶劣场景下的最优运行方案。由于该模型难以直接求解，提出基于粒子群优化算法和列与约束生成算法对该类复杂模型进行求解。最后，通过对某个电热氢综合能源系统算例进行分析，算例分析结果验证了所提方法的有效性，获得的氢储能系统容量优化配置方案能够促进风电消纳和提高系统运行的经济性。