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中国电机工程学报 2021年第10期41卷 3364-3372页

作者：张红袁铁江谭捷大连理工大学电气工程学院辽宁省大连市116024

为实现清洁、时变可再生能源消纳和污染、稳定化石能源利用的协调发展,提出新能源电制–储氢耦合碳一化工循环的统一能源系统。在统一能源系统背景下,考虑氢负荷预测的时空特性、应用场景、影响因素与预测方法,建立氢负荷预测框架。基于... 详细信息

为实现清洁、时变可再生能源消纳和污染、稳定化石能源利用的协调发展,提出新能源电制–储氢耦合碳一化工循环的统一能源系统。在统一能源系统背景下,考虑氢负荷预测的时空特性、应用场景、影响因素与预测方法,建立氢负荷预测框架。基于此,针对氢负荷预测历史数据与信息缺乏等问题,提出工业领域、电力系统、热力行业及交通领域的氢负荷预测函数,计算各场景下氢需求量,并提出计及原始数据检验的滚动灰色预测方法。最后,分场景预测全球氢负荷,仿真结果验证所提预测方法的有效性及统一能源系统节能减排的可行性。

关键词：统一能源系统氢能应用场景氢负荷预测滚动灰色预测

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基于氢负荷需求的氢能系统容量规划

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中国电力 2023年第7期56卷 13-20,32页

作者：彭生江杨德州孙传帅袁铁江刘永成华北电力大学经济与管理学院北京102206 国网甘肃省电力公司经济技术研究院甘肃兰州730000 大连理工大学电气工程学院辽宁大连116024

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... 详细信息

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。

关键词：氢负荷预测容量规划新能源消纳氢能综合利用

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计及氢负荷的电源规划研究

计及氢负荷的电源规划研究

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作者：孙传帅大连理工大学

学位级别：硕士

氢能具有利用形式灵活多样、可大规模长时间储存的优势,可广泛应用在电力、工业、交通和市政能源系统中。富裕新能源电能制氢,氢能多形态消纳,有利于构建以新能源为主的新型电力系统。氢能的大规模多形态应用,对未来电力系统负荷的结构... 详细信息

氢能具有利用形式灵活多样、可大规模长时间储存的优势,可广泛应用在电力、工业、交通和市政能源系统中。富裕新能源电能制氢,氢能多形态消纳,有利于构建以新能源为主的新型电力系统。氢能的大规模多形态应用,对未来电力系统负荷的结构及其分布等特征产生影响,进而对系统的电源规划带来挑战。为此,本文从氢负荷预测、氢负荷对新能源消纳能力的影响等方面,开展计及氢负荷的电源规划研究,主要包括:（1）考虑工业、交通和市政供热“氢能替代”需求,构建支持向量机-灰色GM（1,1）模型组合的多形态氢负荷预测模型,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。（2）基于运行模拟方法,提出氢能的大规模多形态应用对电力系统新能源消纳能力影响的评估方法。综合考虑发电成本、环境成本、切负荷惩罚成本、氢负荷补偿成本以及制-储氢设备投资成本等几方面,以总成本最小为目标,建立运行模拟模型,将切负荷期望值、弃风率以及总成本等作为氢负荷对新能源消纳能力的评估指标,揭示氢负荷对新能源消纳能力影响的规律。（3）最后,计及氢负荷影响,建立电源规划模型。在满足电力电量平衡等约束条件下,计及氢负荷影响,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,建立计及氢负荷的电源规划模型。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。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,系统总成本下降了27.36%、弃风弃光率下降至6.38%、新能源装机占比上升到53.20%,验证了模型的合理性与有效性。

关键词：电源规划新能源氢能氢负荷预测组合模型

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