? 個人主頁：研學(xué)社的博客     歡迎來到本博客????  /> 博主優(yōu)勢：   博客內(nèi)容盡量做到思維縝密，邏輯清晰，為了方便讀者。/>??座右銘

? 個人主頁：研學(xué)社的博客
歡迎來到本博客????
/>

博主優(yōu)勢： 博客內(nèi)容盡量做到思維縝密，邏輯清晰，為了方便讀者。
/>

??座右銘：行百里者，半于九十。

1 概述

文獻來源：

?

減少化石燃料使用，充分利用可再生能源已引起廣泛的關(guān)注[1-3] . 熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)能夠提高能源

利用率和風光消納能力，減少環(huán)境污染[4-6] . 加強對熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)的研究，對實現(xiàn)能源可持續(xù)利用、發(fā)展低碳社會具有重要意義.

目前，國內(nèi)外針對熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)的建模、規(guī)劃以及優(yōu)化調(diào)度均有一定研究[7-9] ，其優(yōu)化調(diào)度的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在：基于經(jīng)濟性的單目標優(yōu)化難以滿足市場需求，目標函數(shù)的構(gòu)成趨于多樣性；多能耦合使能源轉(zhuǎn)化更加困難，有關(guān)熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度較少，有待進一步研究；預(yù)測誤差對微網(wǎng)的運行產(chǎn)生了一定影響等. 文獻[10]提出一種兩級分層微網(wǎng)能量管理方法，協(xié)調(diào)了虛擬存儲系統(tǒng)和電動汽車的出力來平滑公共耦合點處的功率交換，優(yōu)化了運行成本. 文獻[11]在熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)的多目標優(yōu)化中實現(xiàn)了系統(tǒng)總運營成本最小化和系統(tǒng)總排放最 小化.

但以上研究都是基于預(yù)測準確的條件下進行的. 而現(xiàn)有預(yù)測技術(shù)存在的誤差給微電網(wǎng)的優(yōu)化

運行帶來嚴重的挑戰(zhàn)[12-13] . 模型預(yù)測控制 （model predictive control， MPC）方法能夠同時跟蹤多個優(yōu)化目標，有效降低不確定性因素對微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的影響. 文獻[14]基于 MPC 理論以日前計劃設(shè)備出力為參考值，在日內(nèi)調(diào)度中滾動求解出各設(shè)備的平滑出力，有效糾正了預(yù)測誤差產(chǎn)生的結(jié)果偏差. 文獻[15]提出了一種基于模型預(yù)測控制和反饋校正的冷熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)實時優(yōu)化方法，最小化調(diào)整并補償預(yù)測誤差.

隨著氫能的廣泛應(yīng)用，作為熱電氫耦合設(shè)備的氫能系統(tǒng)逐漸成為微電網(wǎng)的重要組成部分[16-18] . 文

獻[16-18]將氫能系統(tǒng)引入微電網(wǎng)，在僅考慮了氫能系統(tǒng)的電能-氫氣相互轉(zhuǎn)換，忽略燃料電池和電解槽的熱電氫耦合特性的條件下，實現(xiàn)了微電網(wǎng)能量平衡，降低了系統(tǒng)的棄風量，但氫能系統(tǒng)的效率較低. 文獻[19]僅在主動配電網(wǎng)和集中供熱網(wǎng)絡(luò)的耦合系統(tǒng)中簡單考慮了電解槽制氫時的產(chǎn)熱特性，有效提高了電解槽的運行效率，顯著降低了系統(tǒng)運行成本.文獻[20]提出以天然氣為原料的包含重整器、儲氫罐、燃料電池的燃料電池系統(tǒng)，同時考慮天然氣重整制氫的產(chǎn)熱特性與燃料電池的熱電氫耦合特性，有效降低了微電網(wǎng)的排放和成本.總的來說，大量研究未考慮燃料電池與電解槽

的熱電氫耦合特性，以及沒有對氫能系統(tǒng)進行全面的精細化建模；其次，可再生能源出力具有強波動性、低抗擾性和弱支撐性，給微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成一定的威脅，為微電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟運行和優(yōu)化調(diào)度帶來了挑戰(zhàn).

為解決以上問題，本文考慮燃料電池及電解槽的熱電氫聯(lián)供特性，建立燃料電池氫轉(zhuǎn)電、熱及電解

槽電轉(zhuǎn)氫、熱模型，引入蓄熱槽儲熱，分析光伏、風機發(fā)電系統(tǒng)、電鍋爐、燃氣鍋爐的運行特性，電儲能系統(tǒng)、氫儲能系統(tǒng)互補特性，對各元件進行精細化建模，研究熱電氫聯(lián)供型微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題. 在日前優(yōu)化中，以日運行成本最低為目標，采用混合整數(shù)線性規(guī)劃（mixed integer linear programming, MILP）方法實現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度；在日內(nèi)優(yōu)化中，將帶有超短期預(yù)測的 MPC 方法嵌入混合整數(shù)二次規(guī)劃（mixed integer quadratic programming, MIQP）算法中，減小預(yù)測誤差，實現(xiàn)實時控制. 與其他現(xiàn)有文獻相比，本文提出將氫能系統(tǒng)作為熱電氫耦合設(shè)備參與到微電網(wǎng)整體調(diào)度中，對提高風電消費率和光伏消費率，減少能源環(huán)境污染和能源危機，促進經(jīng)濟增長具有重要意義.盈余的可再生能源出力通過其熱電氫耦合特性就地消納產(chǎn)熱，從而降低系統(tǒng)內(nèi)儲能系統(tǒng)的容量需求，進而提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性. 同時，綜合考慮了氫能系統(tǒng)的熱電氫耦合效應(yīng)與電鍋爐的熱電耦合效應(yīng)，提高了供電及供熱系統(tǒng)對負荷的調(diào)節(jié)能力，并引入響應(yīng)迅速的燃氣鍋爐，在提高風光消納能力的同時保證滿足熱負荷需求.

1.1 熱電氫聯(lián)供型微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

熱電氫聯(lián)供型微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示. 系統(tǒng)主要由以光伏發(fā)電、風力發(fā)電為主的分布式電源、

儲能設(shè)備、供能設(shè)備及負荷組成. 其中，儲能設(shè)備包括電儲能系統(tǒng)、氫儲能系統(tǒng)和熱儲能系統(tǒng). 負荷包括電負荷和熱負荷. 電鍋爐為熱電耦合元件，燃料電池與電解槽為熱電氫耦合元件.

1.2 氫儲能系統(tǒng)模型

氫能作為一種高效、清潔的二次能源，受到廣泛關(guān)注. 然而，目前氫能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率低下（電轉(zhuǎn)氫效率多為 60%～70%，氫轉(zhuǎn)電最高效率約為 60%），后者其他能量被輔助設(shè)備消耗或轉(zhuǎn)化為熱能散失.因此，余熱利用成為提高氫能系統(tǒng)效率的有效手段之一. 對于燃料電池，其氫氣直接來源于電解槽.氫儲能系統(tǒng)產(chǎn)生的熱能主要來源于燃料電池電堆及電解槽發(fā)熱. 圖 2 為氫儲能系統(tǒng)工作機理

1.3 兩階段優(yōu)化調(diào)度求解流程

2 運行結(jié)果

2.1 日前

2.2 日內(nèi)

3 參考文獻

部分理論來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。

[1]李奇,鄒雪俐,蒲雨辰等.基于氫儲能的熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法[J].西南交通大學(xué)學(xué)報,2023,58(01):9-21.

4 Matlab代碼、數(shù)據(jù)、文章講解