广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 42 ›› Issue (2): 69-83.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2023050506

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考虑光热电站和柔性负荷的电氢热综合能源系统联合优化运行

甘友春1, 王灿1*, 贺旭辉1, 张羽1, 张雪菲1, 王帆1, 喻亚洲2   

  1. 1.三峡大学 电气与新能源学院, 湖北 宜昌 443002;
    2.湖北华中电力科技开发有限责任公司, 湖北 武汉 430077
  • 收稿日期:2023-05-05 修回日期:2023-07-05 发布日期:2024-04-22
  • 通讯作者: 王灿(1987—), 男, 湖北襄阳人, 三峡大学副教授, 博导。 E-mail: xfcancan@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(52107108); 湖北省自然科学基金(2021CFB163)

Joint Optimal Operation of Integrated Electricity-Hydrogen-Heat Energy System Based on Concentrating Solar Power Plant and Flexible Load

GAN Youchun1, WANG Can1*, HE Xuhui1, ZHANG Yu1, ZHANG Xuefei1, WANG Fan1, YU Yazhou2   

  1. 1. School of Electrical and New Energy, China Three Gorges University, Yichang Hubei 443002, China;
    2. State Grid Hubei Central China Technology Development of Electric Power Co., Ltd., Wuhan Hubei 430077, China
  • Received:2023-05-05 Revised:2023-07-05 Published:2024-04-22

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摘要： 为解决现有综合能源系统运行灵活性差及风、光消纳难的问题,同时充分利用氢能实现碳减排目标,本文提出一种考虑光热电站和柔性负荷的电氢热综合能源系统联合优化运行方法。首先,基于光热电站和含电转氢余热利用的氢能系统模型构建电氢热综合能源系统。其次,考虑需求侧电氢热柔性负荷的特征和调节价值,构建含可平移、可转移、可削减负荷的电氢热柔性负荷模型。然后,进一步构建考虑电氢热柔性负荷调节特性的电氢热综合能源系统联合优化运行模型。最后,通过算例仿真验证所提方法能够兼顾经济运行与低碳效果,不仅可以提高光热电站与氢能系统的联合运行能力,而且能够有效提升系统运行的经济性和低碳性,电、氢、热负荷峰谷差分别降低6.68%、11.95%、8.35%,系统运行总成本降低24.4%。

关键词: 电氢热综合能源系统, 柔性负荷, 光热电站, 余热利用, 优化运行

Abstract: In order to solve the problems of poor operation flexibility and difficulty in the wind and solar absorption of the existing integrated energy system, and at the same time, to make full use of hydrogen energy to achieve carbon emission reduction goals, a joint optimal operation method of electricity-hydrogen-heat integrated energy system based on concentrating solar power plant and flexible load is proposed. Firstly, based on the model of concentrating solar power plant and a hydrogen energy system with waste heat utilization containing electricity to hydrogen, an integrated energy system of electricity-hydrogen-heat is constructed. Secondly, based on the characteristics and adjustment value of the electricity-hydrogen-heat flexible load on the demand side, a model of electricity-hydrogen-heat flexible load with translational and transferable load reduction is constructed. Then a joint optimization operation model of electricity-hydrogen-heat integrated energy system based on the characteristics of electricity-hydrogen-heat flexible load regulation is further constructed. Finally, the simulation of the proposed method can balance economic operation and low-carbon effect, which can not only improve the joint operation capacity of concentrating solar power plant and hydrogen energy system but also effectively improve the operating economy and low carbon of the system. The peak-to-valley difference of electricity, hydrogen and heat load is reduced by 6.68%, 11.95% and 8.35%, respectively. Besides, the total operating cost of the system is reduced by 24.4%.

Key words: electricity-hydrogen-heat integrated energy system, flexible load, concentrating solar power plant, waste heat utilization, optimal operation

中图分类号:  TM73; TK01

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