可再生能源制氢规划与运行控制技术汇报人：孔令国教授/博导单位：东北电力大学一、可再生能源-制氢耦合多场景规划配置二、波动工况下电解制氢多槽协同优化控制汇报内容|Contents一、可再生能源-制氢耦合多场景规划配置汇报内容|Contents口可再生能源与网电联合制氢+余电上网(计及上下网电量约束)口可再生能源制氢合成氨/醇口可再生能源离网制氢口可再生能源并网发电+余电制氢(通过燃机/燃煤机组掺氢或燃料电池参与并网发电)口背景：可再生能源-制氢耦合场景需求广泛、个性化程度高，工程项目中经济容量规划配置前期可研亟需?场景模式口可再生能源电制氢余电上网口可再生能源与网电联合制氢电-氢耦合多场景规划配置东北电力大学NORTHEASTELECTRJICPOWERUNIVERSITYstL96程oA*a可网Wgareanaa多场景电氢耦合系统架构目标制氢上网1-的aw18te"es可再生能源弃用率最小：氢气产量最大化：F₃=maxEa₂功率平衡约束：电解槽功率上下限约束：aPv≤P≤α_PIN荷氢状态上下限约束：LOH≤LOH,≤LOHm荷电状态上下限约束：SOC≤SOC≤SOCm规划模型-目标+约束系统总年值投资成本运行维护成本总年值置换费用电-氢耦合多场景规划配置单一目标：约束条件：归一化后多目标(经济-消纳-产量)函数：东北电力大学NOKTHEASTELECTRICPOWERUNFVERSITY开始输入原始数据，初始化算法参数初始化粒子群的速度和位置(电解槽、储氢的容量),迭代次数iter0将粒子带入能量管理策略，计算目标函数适应度计算种群全局最优值更新粒子群的速度和位置，更新迭代次数iieriler+1Ylermasile>N输出结果(电解槽、储氢容量)结束对应场景求解算法流程电-氢耦合多场景规划配置电一氢多场景规划配置模型规划模型-策略+求解东北电力大学yORTHEASTELPCTRICPOWERUNIYEESITY某典型场景优化运行控制策略应空言一强窗窗理应碱式电解槽效率0.71寿命10年设备单价1800元/kW电解槽更换成本系数0.15制氢辅助系统成本占比0.6运行负荷100%储氢盐穴储氢成本1.82元/kg分时电价网电低谷0.30元/kWh网电平时0.50元/kWh网电高峰0.70元/kWh其他参数全生命周期20年折现率8%残值收益率0.1安装成本系数0.2年常规维护费用系数0.03水单价3.32元/t售氢价格25元/kg恒定氢负荷6.4万Nm³/h>算例设置：可再生能源与电网联合制氢场景为例，其中风电400MW,光伏350MW,归一化后目标函数中权重值λ为0.5、λ₂为0.3、λ3为0.2,且设定可再生能源弃用率小于5%。>模型求解：采用改进粒子群算法对该场景对应的规划配置模型进行求解。配置结果电解槽容量(MW)505.96储氢容量(万Nm³)270.69可再生能源弃用率4.19%年产氢量(亿Nm³)5.65可再生能源发电与网电比例1.028:1制氢成本(亿元)184.48动态回收周期(年)14.86盈亏平衡时氢气售价(元/ka)18.28电-氢耦合多场景规划配置算例分析盈亏平衡情况s当氢气售价为18.28元/kg时可以达到盈亏平衡。101作Ve当氢气售价为25元/kg时，该配置方案下的动态回收周期为14.86年。该场景中，可再生能源利用率达到95%以上，在一天24小时内，通过电解槽与储氢罐之间的有效配合，可以稳定的维持恒定的氢负荷需求。0000so00300s0ro000000h电-氢耦合多场景规划配置算例分析东北电力大学NORTHFASTELECTRJCPOWERUNIVERSITY电解槽运行功率典型日运行曲线一一一7R-7H网电功率风电运行功率光伏运行功率荷氢状态M气用用平中理置电心心和神色上罪不言明惧繁言a峰t/m2uk元c*cm风+网电合成氨场景来一激气气mmMW氨气平准化成本：元kg境：t弃风军3W年产氨可再生能源-制氢耦合多场景规划配置东北电力大学rniiurn场景风电·网电合成然步氛机中地风电州网制下网6抄武N6场景结构参数设置8760结果曲线计算容量配置结果个电-氢耦合多场景配置软件七大区域新能能源场站经纬度坐标现行6个电-氢单向、4个电-氢-电双向场景东北电力大学rn云辽中山西甘累电解储氢吉林激东成藏新词置电选律×→>以系统年化综合成本最低为目标，以功率平衡约束、短周期储能设备约束、长周期储能设备约束等为约束条件，通过gurobi求解器，对电-氢单向耦合系统目标函数进行求解，得出系统内各设备最优配置容量。pomd≥0,Pon≤DpPr≥0,PP≤Dp"≥0,P"≤Dp,a≥0,Pa≤Dd,(p-Pp+=D+psmmP)PPSl≤长/短周期储能规...