电氢耦合综合能源系统：韧性量化与多目标优化

近年来,为提升能源系统韧性,电氢耦合综合能源系统的相关研究逐渐受到关注。提出了一种高时间分辨率(小时级)的能源系统韧性量化评价方法,并构建了一个自下而上的多目标优化模型,规划电氢耦合综合能源系统方案,旨在应对能源系统三难困境(经济−环境−韧性),评估电氢耦合技术在综合能源系统中的应用效益。以中国东南沿海某工业园区为案例,将文中提出的方法与模型应用于该园区的能源系统,根据极端事件对能源系统的干扰规律,在4种碳排放限制情景下进行多目标优化,以确定各情景下的最优方案。案例研究结果表明,由于目前电氢耦合技术应用成本较高,只有在对能源系统环境性和韧性均有要求下,电氢耦合技术应用才具有较大的价值。随着碳排放约束加强,经济性目标函数的净现值成本从全局情景的4.48×1010元上升至强碳排放限制情景的4.74×1010元,增长了5.80%。韧性指标则从5061.62MWh下降至4184.01MWh,减少了21%,电氢耦合显著提升了系统的环境性与韧性。最优化方案表明,氢储能不仅是跨季节长期储能的有效解决方案,其在短期储能中的独特优势同样值得关注。最后,将提出的韧性量化评价新方法与前人方法进行对比,可使优化方案净现值提高0.9%,系统最低供能水平提高5.19%,系统恢复能力提高12.57%。

黄敬智(1995—),男,福建宁德人,博士研究生。E-mail:huangjz12@stu.xmu.edu.cn

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黄敬智,肖宁,黄夏楠,等.电氢耦合综合能源系统:韧性量化与多目标优化[J].洁净煤技术,2024,30(12):147−160.

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