分散式风-氢用户群集成区域共享储能容量优化配置

1

作者 任永峰 孟庆天 +3 位作者 祝荣 薛宇 贺彬 张艳锋 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期306-315,共10页

针对分散式风力发电多用户群的风-氢-热耦合系统,引入区域共享储能协调方案。以区域共享储能日运行收益最高为上层目标,以分散式风电用户群日运行成本最低为下层目标,建立双层规划模型。上层通过区域共享储能容量优化配置,减少储能投建... 针对分散式风力发电多用户群的风-氢-热耦合系统,引入区域共享储能协调方案。以区域共享储能日运行收益最高为上层目标,以分散式风电用户群日运行成本最低为下层目标,建立双层规划模型。上层通过区域共享储能容量优化配置,减少储能投建成本,提升储能的利用率;下层通过分散式风电与电负荷、热负荷、制氢储能的多元互动及区域共享储能服务,优化风-氢耦合系统运行的可靠性、经济性与灵活性。在Matlab软件环境下对内蒙古某分散式多用户群风-氢-热-储系统进行仿真建模与算法高效求解,研究结果表明,在分散式风电用户群间引入区域共享储能可有效降低储能的初始投资,提高系统整体经济性。 展开更多

关键词 储能 分散式风电 制氢 风-氢耦合 容量配置

下载PDF 职称材料

基于低通滤波的离网型风/氢耦合系统容量配置优化

2

作者 刘子锐 夏天贺 李振新 《吉林电力》 2022年第4期31-36,共6页

针对提高风电消纳率和氢能利用率的需求,提出构建以风力发电机组、氢储能系统、蓄电池和负载为核心设备的离网型风/氢耦合系统,使风力发电机组输出功率满足负载需求,将经济成本、失电率和弃风率作为指标,对风电机组、氢储能系统以及蓄... 针对提高风电消纳率和氢能利用率的需求,提出构建以风力发电机组、氢储能系统、蓄电池和负载为核心设备的离网型风/氢耦合系统,使风力发电机组输出功率满足负载需求,将经济成本、失电率和弃风率作为指标,对风电机组、氢储能系统以及蓄电池进行最优容量配置,基于粒子群算法求解得到满足经济性和供电可靠性的配置结果,并通过仿真算例验证了配置方案的正确性。 展开更多

关键词 风/氢耦合 容量配置 低通滤波 粒子群算法

下载PDF 职称材料

风氢耦合发电技术研究综述 被引量：104

3

作者 蔡国伟 孔令国 +1 位作者 薛宇 孙佰仲 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第21期127-135,共9页

风氢耦合发电已成为一些发达国家解决风电上网"瓶颈"问题的重要手段。文中阐述了风氢耦合发电的概念和结构,并在总结风氢耦合发电相关国际研究动态和成果的基础上,为中国风氢耦合发电技术的发展提供了建议。首先,介绍了风氢... 风氢耦合发电已成为一些发达国家解决风电上网"瓶颈"问题的重要手段。文中阐述了风氢耦合发电的概念和结构,并在总结风氢耦合发电相关国际研究动态和成果的基础上,为中国风氢耦合发电技术的发展提供了建议。首先,介绍了风氢耦合发电技术的发展历程,通过对典型风氢耦合发电结构的介绍,引出风氢耦合发电的概念和特点。然后,总结了风氢耦合发电技术在一些发达国家的发展概况和研究进展,并提炼出现阶段风氢耦合发电研究中的关键问题和相关研究现状。最后,结合中国的能源战略和电力发展现状,对风氢耦合发电技术在中国的发展潜力和应用形式进行了探讨。 展开更多

关键词 风氢耦合 风力发电 制氢 风电消纳 储能

下载PDF 职称材料

计及风电-负荷不确定性的风氢低碳能源系统容量优化配置 被引量：39

4

作者 袁铁江 曹继雷 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2037-2044,共8页

风电作为最有前景的可再生能源,氢能作为一种清洁能源载体,两者的结合将为实现碳中和提供可行方案。为提高系统经济性,文中在典型风氢耦合系统的基础上引入天然气及碳捕集系统,未考虑燃料电池发电,以富氧燃烧技术实现天然气与风电制氢... 风电作为最有前景的可再生能源,氢能作为一种清洁能源载体,两者的结合将为实现碳中和提供可行方案。为提高系统经济性,文中在典型风氢耦合系统的基础上引入天然气及碳捕集系统,未考虑燃料电池发电,以富氧燃烧技术实现天然气与风电制氢系统的耦合,提升燃气轮机效率,降低碳捕集能耗。然后,提出基于有序聚类算法与K-means聚类算法的风电-负荷时序场景缩减方法,以包含投资、维护、运行以及弃风惩罚成本的期望年化成本最小为目标,以弃风、碳捕集、储气及功率平衡为约束,构建风-氢低碳能源系统优化配置模型。最后,基于CPLEX对某地区供能系统进行仿真,得到系统风电、储气容量及电解槽、燃气轮机功率的最优配置方案,并结合Matlab与YALMIP工具包对结果进行灵敏度分析,为风-氢耦合系统优化配置提供参考。 展开更多

关键词 风氢耦合 场景缩减 综合能源 优化配置 碳中和

下载PDF 职称材料

并网型风电场氢超混合储能容量配置及控制策略研究 被引量：22

5

作者 聂聪颖 沈小军 +1 位作者 吕洪 王伟 《智慧电力》 北大核心 2020年第9期1-8,共8页

基于碱性电解槽和超级电容的混合储能技术实现风电功率波动性平抑,增强风电的可调度性已成为共识。建立了电解槽、超级电容工作特性约束和系统总初始投资成本最低约束,提出了一种基于低通滤波的碱性电解槽-超级电容混合储能配置方法及流... 基于碱性电解槽和超级电容的混合储能技术实现风电功率波动性平抑,增强风电的可调度性已成为共识。建立了电解槽、超级电容工作特性约束和系统总初始投资成本最低约束,提出了一种基于低通滤波的碱性电解槽-超级电容混合储能配置方法及流程,制定了基于超级电容SOC状态的氢-超混合储能系统控制策略。案例研究结果表明,所提出的氢超混合储能系统配置方法及控制策略可实现满足国家并网标准条件下的初始投资成本最小,有效平抑风功率波动。研究成果可为并网型风氢耦合发电系统集成提供参考。 展开更多

关键词 风电场 风氢耦合 混合储能 容量配置 控制策略

下载PDF 职称材料

风氢耦合系统协同控制发电策略研究 被引量：17

6

作者 张虹 孙权 +1 位作者 李占军 白洋 《东北电力大学学报》 2018年第3期15-23,共9页

针对风力发电功率波动和并网弃风严重问题,采用含氢储能管理系统的风氢耦合发电系统及其协同控制策略.风氢耦合系统由风电场与氢储能管理系统(包括电解槽、燃料电池、储氢罐等)构成,各单元通过功率变换器汇集到并网点,与交流电网相连.... 针对风力发电功率波动和并网弃风严重问题,采用含氢储能管理系统的风氢耦合发电系统及其协同控制策略.风氢耦合系统由风电场与氢储能管理系统(包括电解槽、燃料电池、储氢罐等)构成,各单元通过功率变换器汇集到并网点,与交流电网相连.综合考虑储能荷电状态、储能出力及相关约束限制导致并网点电压波动,引入超级电容器用以减少并网点电压变化.在电解槽启动优先级高于超级电容的前提下,采用3种运行状态下的系统协同控制策略.通过Matlab/Simulink软件进行仿真研究,验证了风氢耦合系统协同控制策略的有效性,提高了风电的消纳能力. 展开更多

关键词 风力发电 风氢耦合 制氢 协同控制

下载PDF 职称材料

风氢耦合储能系统技术发展现状 被引量：13

7

作者 何青 沈轶 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期9-17,共9页

我国风电资源丰富但同时弃风量巨大,风氢耦合储能技术对于我国的弃风消纳、提高风电上网质量,降低能源环境污染,缓解能源危机,构建绿色、环保、可持续的电力系统、促进经济增长方式转变等方面有着重大意义。介绍了国内外对于风氢耦合储... 我国风电资源丰富但同时弃风量巨大,风氢耦合储能技术对于我国的弃风消纳、提高风电上网质量,降低能源环境污染,缓解能源危机,构建绿色、环保、可持续的电力系统、促进经济增长方式转变等方面有着重大意义。介绍了国内外对于风氢耦合储能技术的研究现状,并总结出了目前风氢耦合储能研究中的关键技术和尚待解决的难点,最后结合风氢耦合储能技术在国内的发展现状对风氢耦合储能技术在我国的应用与发展提出了展望。 展开更多

关键词 风力发电 风电消纳 风氢耦合 氢能 储能

下载PDF 职称材料

基于风氢耦合的氢储能系统参与电力市场机制与风险量化模型设计 被引量：9

8

作者 孔飘红 蒋正威 +2 位作者 杨力强 甘倍瑜 龚昭宇 《供用电》 2022年第1期31-39,共9页

在高比例可再生能源电力系统建设路径下,氢储能参与电力市场一方面能够促进可再生能源的充分利用与平抑输出,另一方面也能通过扩大氢能的应用场景缓解由于氢能的高成本带来的市场竞争力不足的问题。首先对氢储能参与市场的不同模式进行... 在高比例可再生能源电力系统建设路径下,氢储能参与电力市场一方面能够促进可再生能源的充分利用与平抑输出,另一方面也能通过扩大氢能的应用场景缓解由于氢能的高成本带来的市场竞争力不足的问题。首先对氢储能参与市场的不同模式进行国内适应性分析,并给出储能参与的电能量市场和辅助服务市场出清模型,然后分别从市场参与者、市场政策制定者的角度设计了风险量化模型。针对市场参与者,基于风氢耦合系统给出了氢储能的相关能量流模型,并建立短期风险量化与决策模型,包括基于Vine-Copula的电力市场概率电价的出清模型、短期风险量化模型及基于动态策略空间及强化学习的电力市场智能代理决策模型3个部分。其中,在国内电力市场电网拓扑不披露的环境下,概率电价模型和智能代理报价模型为市场参与者提供了决策方法。针对市场政策制定者,该研究成果设计了风氢耦合系统参与市场的政策风险量化模型,可为政策制定提供市场影响量化工具。 展开更多

关键词 氢储能 风氢耦合系统 电力市场风险 市场决策 政策风险 Vine-Copula

下载PDF 职称材料

风氢储耦合系统建模与并网控制 被引量：6

9

作者 王季康 李华 +3 位作者 彭宇飞 张新宇 李晓燕 袁天泽 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2022年第10期141-150,共10页

风电制氢是解决风电消纳、平抑波动性和间歇性的重要手段,可降低电力系统碳排放,助力双碳目标实现。为拓展风电制氢应用,采用永磁直驱风电机组、蓄电池组、质子交换膜电解槽、变流器构成共交流母线的风氢储耦合系统,并建立了各自的数学... 风电制氢是解决风电消纳、平抑波动性和间歇性的重要手段,可降低电力系统碳排放,助力双碳目标实现。为拓展风电制氢应用,采用永磁直驱风电机组、蓄电池组、质子交换膜电解槽、变流器构成共交流母线的风氢储耦合系统,并建立了各自的数学模型。结合电解制氢、风电、蓄电池组的自身出力特性和安全性,提出一种减少弃风、抑制功率波动、实现友好并网的能量管理策略,通过PSCAD/EMTDC仿真验证所建模型及控制策略的有效性。仿真结果表明:应用该策略使得系统各单元(除风电外)出力可控,可充分消纳风电,提高并网功率质量,对后续风氢储耦合系统能量管理开发有一定参考意义。 展开更多

关键词 氢能应用 风氢耦合 数学模型 风电消纳 控制策略

下载PDF 职称材料

基于链式分配策略的风氢耦合系统设计与控制 被引量：6

10

作者 卢昕宇 杜帮华 +2 位作者 赵波 章雷其 谢长君 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期405-413,共9页

针对风力发电“弃风”电量耦合制氢问题,提出一种基于链式分配策略的风氢耦合系统。首先建立能表征弃风电量与质子交换膜电解槽主要特性的风氢耦合拓扑电路结构,围绕高降压比交错Buck变换器及其控制方法构建风氢耦合系统,并提出多堆质... 针对风力发电“弃风”电量耦合制氢问题,提出一种基于链式分配策略的风氢耦合系统。首先建立能表征弃风电量与质子交换膜电解槽主要特性的风氢耦合拓扑电路结构,围绕高降压比交错Buck变换器及其控制方法构建风氢耦合系统,并提出多堆质子交换膜电解槽风氢耦合系统链式功率分配策略。最后通过算例仿真验证该系统可提升弃风利用率和系统可靠性,可有效解决弃风电量水电解制氢耦合控制与功率分配问题。 展开更多

关键词 风电 制氢 BUCK变换器 电解槽 风氢耦合系统 链式分配

下载PDF 职称材料

风氢耦合发电系统建模与分析 被引量：5

11

作者 邸俊杰 沈轶 +1 位作者 贾明祥 何青 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期65-73,共9页

通过分析风氢耦合发电系统和各关键设备的工作原理,建立了风力发电模型、碱式电解槽模型、压缩机储氢罐模型以及质子交换膜燃料电池模型。研究了碱式电解槽工作温度对其输出电压、电流和功率的影响,质子交换膜燃料电池工作温度和阴阳两... 通过分析风氢耦合发电系统和各关键设备的工作原理,建立了风力发电模型、碱式电解槽模型、压缩机储氢罐模型以及质子交换膜燃料电池模型。研究了碱式电解槽工作温度对其输出电压、电流和功率的影响,质子交换膜燃料电池工作温度和阴阳两极气体压力对其输出电压和功率的影响,从而分析了制氢模块和发电模块的工作性能对风氢耦合发电系统性能的影响。通过模拟仿真研究风速、碱式电解槽工作温度和质子交换膜燃料电池工作温度对系统发电量的影响。结果表明:适当提高碱式电解槽的工作温度可增大其工作电流,从而提高制氢模块的制氢量;提高质子交换膜燃料电池的工作温度和阴阳两极气体压力可提高其输出电压和输出功率,从而增加发电模块的发电量,进而提升风氢耦合发电系统的工作性能。 展开更多

关键词 风能 氢能 风氢耦合 发电系统 建模 分析

下载PDF 职称材料

风电耦合氢储能工程技术方案研究

12

作者 杨斌 李晓霞 +2 位作者 王尧 王睿 赵世伟 《电力安全技术》 2024年第3期36-38,42,共4页

针对某省氢能与可再生能源产业发展规划及弃风率过高的问题,进行风电与氢储能耦合系统优化配置和协同控制策略关键技术研究,形成“新能源发电制氢、余电上网”的离网型风电耦合氢能工程技术方案,指导示范工程的建设和运行,并提出基于站... 针对某省氢能与可再生能源产业发展规划及弃风率过高的问题,进行风电与氢储能耦合系统优化配置和协同控制策略关键技术研究,形成“新能源发电制氢、余电上网”的离网型风电耦合氢能工程技术方案,指导示范工程的建设和运行,并提出基于站控与能量管理系统的风氢耦合控制策略,探索与电网解耦的可再生能源资源高效利用新途径。 展开更多

关键词 可再生能源 氢储能 风氢耦合控制 协同控制

下载PDF 职称材料

考虑储氢压强的风氢耦合系统构网型自适应控制策略

13

作者 张维昊 任永峰 +3 位作者 贺彬 照日格图 方琛智 陈建 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期68-76,共9页

针对风氢耦合系统接入弱电网下负荷变动导致系统频率波动及越限问题,提出基于储氢系统压强动态反馈的构网型虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)转动惯量自适应控制策略。首先建立了构网型风氢耦合系统物理仿真模型,推... 针对风氢耦合系统接入弱电网下负荷变动导致系统频率波动及越限问题,提出基于储氢系统压强动态反馈的构网型虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)转动惯量自适应控制策略。首先建立了构网型风氢耦合系统物理仿真模型,推导有功功率闭环传递函数,分析了转动惯量和阻尼系数对系统功频振荡特性的影响情况;然后考虑储氢系统压强的动态变化实时优化转动惯量的计算,保证风氢耦合系统在电网频率波动及负荷有功波动下稳定运行;最后通过MATLAB/SIMULINK进行策略验证。研究结果表明:采用构网型自适应方法可加快系统频率恢复,大幅度提升系统的动态响应能力,实现风氢耦合系统稳定运行。 展开更多

关键词 风氢耦合系统 构网型虚拟同步发电机 自适应控制 转动惯量

下载PDF 职称材料

多因素影响下海上风电制氢运输技术经济性分析

14

作者 秦政 刘佳 +3 位作者 靳明月 刘婧 罗琴 王秋源 《中国资源综合利用》 2023年第7期172-176,共5页

随着海上风电制氢技术蓬勃发展,运氢上岸作为关键一环,在安全性和经济性方面都显得尤为重要。本文研究海上风电制氢的运输技术方案,建立经济模型,制定经济性评价指标,评价不同因素影响下运输技术方案的经济性。仿真分析表明,该模型能有... 随着海上风电制氢技术蓬勃发展,运氢上岸作为关键一环,在安全性和经济性方面都显得尤为重要。本文研究海上风电制氢的运输技术方案,建立经济模型,制定经济性评价指标,评价不同因素影响下运输技术方案的经济性。仿真分析表明,该模型能有效提高风电消纳率,实现经济效益的最大化,具有较高的合理性和可行性。 展开更多

关键词 海上风电 风氢耦合 经济性分析 运输

下载PDF 职称材料

基于系统动力学的风氢煤耦合系统容量优化配置模型构建及验证分析

15

作者 彭生江 杨淑霞 《科技管理研究》 北大核心 2023年第16期203-214,共12页

对于具有强耦合性和结构复杂性的风氢煤耦合系统,目前学界仅有少数研究从理论阶段证实其可行性,耦合系统的结构及其在实际中的应用路径也缺乏深入分析。为解决能源富集区新能源消纳能力不足的问题,进一步拓展风电利用途径和规模,运用系... 对于具有强耦合性和结构复杂性的风氢煤耦合系统,目前学界仅有少数研究从理论阶段证实其可行性,耦合系统的结构及其在实际中的应用路径也缺乏深入分析。为解决能源富集区新能源消纳能力不足的问题,进一步拓展风电利用途径和规模,运用系统动力学理论,分析影响风电功率的不确定性因素,构建风氢煤耦合系统容量优化配置模型。以我国新疆维吾尔自治区为例,基于2010—2020年的相关数据,预测分析其2021—2030年风氢煤耦合系统的动态演化规律,并探讨该系统在经济和技术上的可行性,进而设计在耦合系统内自建和不自建风电场两种方案,对新疆某风电场应用上述优化模型进行验证。结果表明:风氢煤耦合系统容量优化配置模型能有效解决“弃风限电”问题,实现电能长期储存的目标;案例风电场按照风氢煤耦合系统容量优化配置指导CH3OH生产,CH3OH生产商自建风电场成本可减少400万元,负荷弃电率下降32.13%,当风电场容量可信度增加至0.26时,耦合系统无需从大电网购电,可通过储氢罐充放配合来保持H2的稳定供应,规划周期内的碳减排收益可达20.48亿元。实证显示,该改进模型是可行的,在考虑碳减排效益情况下风氢煤耦合系统自建风电场更具经济性。 展开更多

关键词 风电场容量可信度 风氢煤耦合 能源系统 风电场 风电制氢 绿氢 清洁能源系统动力学 碳减排

下载PDF 职称材料

风电耦合电解水制氢技术研究

16

作者 潘尘 《电力设备管理》 2022年第16期132-134,141,共4页

本文介绍了目前主要的制氢技术以及发展方向,分析了风电耦合系统的优点及工作模式,并针对风电耦合电解水制氢技术及应用场景展开讨论,认为风电耦合电解水制氢模式可以克服风电间歇性、随机性等缺点,有效利用“弃风”降低制氢成本,实现... 本文介绍了目前主要的制氢技术以及发展方向,分析了风电耦合系统的优点及工作模式,并针对风电耦合电解水制氢技术及应用场景展开讨论,认为风电耦合电解水制氢模式可以克服风电间歇性、随机性等缺点,有效利用“弃风”降低制氢成本,实现可再生能源持续发展,为我国大面积应用风能、氢能提供参考意见。 展开更多

关键词 电解水制氢 风氢耦合 碳中和

下载PDF 职称材料

大型发电集团碳减排路径浅析

17

作者 贾子英 任健 +2 位作者 韩志明 李鹏 侯月娇 《电力系统装备》 2019年第24期27-29,共3页

在全球致力于缓解温室效应、减少CO2排放的大背景下,发电行业作为碳减排的“主力军”和推动全国碳交易市场的“突破口”,大型发电集团担负着发电行业碳减排的重要使命和社会责任。本文分析了国内外发电行业碳减排管理和技术研究发展情况... 在全球致力于缓解温室效应、减少CO2排放的大背景下,发电行业作为碳减排的“主力军”和推动全国碳交易市场的“突破口”,大型发电集团担负着发电行业碳减排的重要使命和社会责任。本文分析了国内外发电行业碳减排管理和技术研究发展情况,然后针对国内大型发电集团的能源装机结构提出了多种碳减排技术发展路径,并对每一种路径进行详细介绍和分析,最后对大型发电集团低碳发展进行了总结和展望。 展开更多

关键词 碳减排路径 火力发电 生物质发电 风氢耦合发电 碳捕集

下载PDF 职称材料

面向风煤富集区域的风-氢-煤耦合系统演化发展系统动力学 被引量：2

18

作者 彭生江 杨淑霞 袁铁江 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3478-3486,共9页

“碳中和”目标下,缓解新能源消纳问题、走出环境污染困境是风煤富集区域面临的主要挑战。该文以氢能为煤介,将风煤富集区域丰富的风能和煤炭资源在产业链上进行深度融合,形成风-氢-煤耦合系统;基于系统动力学,理清风-氢-煤耦合系统内... “碳中和”目标下,缓解新能源消纳问题、走出环境污染困境是风煤富集区域面临的主要挑战。该文以氢能为煤介,将风煤富集区域丰富的风能和煤炭资源在产业链上进行深度融合,形成风-氢-煤耦合系统;基于系统动力学,理清风-氢-煤耦合系统内部交互关系和反馈机制,建立风-氢-煤耦合系统演化发展系统动力学模型,并通过Vensim软件进行仿真模拟,重点分析风-煤耦合发展的减排效果及经济效益。结果表明:以绿氢为支点的风-氢-煤耦合系统在经济和技术上均具备一定的可行性,氢储能可减少碳排放量近136万t,经济效益100亿,发挥区域可再生、低成本的风电和富集煤基资源的优势,实现经济增长与碳排放解耦发展,助力风煤富集区域2030年如期实现“碳达峰”目标。 展开更多

关键词 风煤富集区域 碳达峰 系统动力学 风-氢-煤耦合系统 新能源消纳 碳减排

下载PDF 职称材料