计及燃料电池热电联供的区域综合能源系统经济运行
2021-03-19宋天昊袁铁江韩肖清
裴 煜,宋天昊,袁铁江,韩肖清
(1.电力系统运行与控制山西省重点实验室(太原理工大学),太原 030024;2.大连理工大学电气工程学院,大连 116024)
区域综合能源系统RIES(regional integrated en⁃ergy system)是能源互联网的重要物理载体之一,是将一定区域范围内的多种能源进行整合,对能源的产、供、储、消等环节进行协同规划[1]。氢储能系统通过电解制氢和燃料电池实现电、氢之间的双向转换,参与RIES供能与储能[2]。燃料电池在用氢发电过程中,其发电效率在30%~50%左右[3−4],其余氢能则以热能形式产生[5],其中可提供给热负荷的热能占总产热量的60%~70%[3],合理收集并利用这部分热能进行热电联供,燃料电池综合效率可达到70%以上[3−4]。因此,燃料电池热电联供对于提高其综合效率和系统运行经济性均至关重要。
目前,在对RIES进行运行优化时考虑了冷热电联供和储能等多种因素。当燃料电池参与运行时,现有文献中有的仅考虑其发电进行优化[6−8],有的同时考虑其热、电出力进行优化[5,9−11]。文献[6]以并网和孤岛运行2种模式进行优化;文献[7]则主要分析了热泵和储能对各设备出力的调节作用,文献[6−7]中燃料电池均作为固定电源使用;在文献[8]中燃料电池则作为氢储能系统中的氢转电环节参与运行。文献[6−8]均只考虑了燃料电池电出力;文献[9−10]考虑了燃料电池热电联供,分别使用多场景随机规划方法、计及需求响应进行运行优化,但未涉及燃料电池热、电出力具体利用方式;文献[11]虽对户用级别燃料电池参与供热和供冷方式进行分析,但同文献[9−10]一样,并未考虑制氢和储氢环节,消耗的氢气来源于天然气重整,燃料电池作为固定供能设备参与运行;……
