基于氢负荷需求的氢能系统容量规划

在未来能源社会中,氢能将作为能源电力系统的关键环节来实现各种能源的相互转化。为此,提出了一种基于不同氢负荷水平的新能源制-储氢系统容量规划方法,以合理推动风、光等可再生能源在电网中的应用与发展。该方法能够在满足区域氢负荷需求的同时,获得最大程度的经济收益,并确定了不同运行模式下的最佳制氢规模。此外,该方法还考虑了氢能短缺及弃风、弃光的惩罚成本和系统环境效益。结果表明,与采用风光联网不购电制氢模式相比,采用风光联网购电制氢模式更为合理和经济,避免了大容量制-储氢设备的冗余配置。

考虑氢负荷的新型电力系统电源规划

考虑氢负荷对新能源消纳能力的影响,开展计及氢负荷的新型电力系统电源规划研究。首先,考虑工业、交通和市政供热“氢能替代”需求,计及制–储氢环节能耗和加/用氢的储能、氢负荷转移、氢负荷可中断柔性,建立多形态氢负荷的等效电负荷转化模型。其次,考虑氢负荷对新能源消纳能力的影响,将电源、制-储氢设备的投资决策问题与系统的运行模拟问题在规划层面上统一起来,以系统年化成本最小为目标,为降低模型的复杂度,规划模型采用“抱团式”的规划思路,即从电源类型的层面规划各类型电源的扩展容量,建立了计及氢负荷的电源规划模型。最后,以我国西北某省份的电网实际数据构造算例,结果显示计及氢负荷的电源规划同无氢负荷的电源规划相比,系统总成本下降27.36%、弃风弃光率下降至6.38%、新能源装机占比上升至53.20%,从而验证了模型的合理性与有效性。

面向统一能源系统的中长期氢负荷预测

未来能源社会中氢气将在电力、工业、供热、交通等领域发挥巨大作用,氢能将作为统一能源系统的关键要素,实现各能源相互转化。针对未来社会中氢能在工业、供热、交通等领域的需求,提出一种氢负荷预测的方法。获取工业领域的氢负荷样本数据,算出负荷数据的特征,采用支持向量机回归(SVR)算法,得到工业领域氢负荷预测模型;然后,以供热、交通领域需氢数据建立模型,采用改进灰色GM(1,1)模型与新陈代谢模型结合,得到供热、交通领域氢负荷预测模型;最后,叠加3种氢负荷预测,完成数学模型构建。从结果可以看出SVRT预测方法十分准确、改进灰色GM(1,1)模型与新陈代谢的组合模型组预测精度较高,该方法可用于中长期氢负荷预测。

基于可再生能源可信容量的电网运行模拟仿真软件实现

随着可再生能源并网需求越来越大,可再生能源的接入給电网运行模拟仿真带来了很多挑战。提出了一种基于可再生能源可信容量的电网运行模拟仿真模型,该模型以系统发电成本最小为目标.基于风光出力模型.风光合成可信容量及网络安全约束,建立日运行模拟模型,并通过粒子群算法求解。同时,针对当前可再生能源入网研究多侧重于理论方面,开发了基于C++及QT可视化界面软件的可再生能源接入电网精细化运行模拟仿真软件。最后,以新疆南部典型日负荷及风光数据为例进行了仿真验证。结果表明,可再生能源接入电网精细化运行模拟软件可以将风电场、光伏电站和常规机组各个时段的有功出力形象且具体地以曲线的形式表现出来,并证明了该软件人机界面友好,对工程实践意义重大。