化工系统消纳可再生能源的电-氢协调储能系统优化设计

• 作者: 王靖 康丽霞 刘永忠
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 化工系统 可再生能源 电池 储氢 集成 优化设计
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 过程系统工程
• 页码范围: 1131-1142
• 页数: 11页
• 分类号: TQ021.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20190978

摘要

针对可再生能源发电间歇性和波动性与化工过程系统氢气需求波动性协调匹配的问题，本文以电-氢储能系统总费用最小为目标，建立了可再生能源发电与化工生产中加氢系统耦合的电-氢协调储能系统优化设计模型，以确定电-氢协调储能系统的最优容量配置和功率调度方案。采用典型案例研究了可再生能源渗透率和电-氢储能系统构成对电-氢储能优化设计和运行特性的影响。研究表明：当化工系统的氢气需求全部由可再生能源发电制氢提供时，在系统中同时采用电池和氢气储罐储能可有效地降低系统的总费用；在该系统中，电池可用于平抑短期内发电侧和负荷侧的波动，氢气储罐可平衡发电侧和负荷侧长期的不匹配；随着可再生能源渗透率的增加，系统的总费用显著增大；为了维持外购氢气流率的稳定，系统中需要增加电解槽和储能系统的容量以解决发电侧和负荷侧的波动和不匹配问题。