考虑电解槽寿命的、具有混合储能系统的风能-太阳能耦合氢能直流微电网的可持续日前调度优化 王海宁、 谢星毅、 毛美琴、 刘静、 李金忠、 张鹏、 谢玉光、 程颖颖

《Sustainability》：Sustainable Day-Ahead Scheduling Optimization of a Wind–Solar Coupled Hydrogen DC Microgrid with Hybrid Energy Storage Considering Electrolyzer Lifetime Haining Wang, Xingyi Xie, Meiqin Mao, Jing Liu, Jinzhong Li, Peng Zhang, Yuguang Xie and Yingying Cheng

　　

摘要

风能-太阳能耦合的氢气生产直流微电网在提高可再生能源利用率和降低氢气生产成本方面具有巨大潜力。然而，风能和太阳能的随机性导致电解槽频繁启停，从而加速其使用寿命的下降；而单一的能量存储系统无法同时抑制电力波动和调节能量供需。因此，本研究提出了一种两阶段的日前能量调度优化框架。采用DBSCAN-K-means混合聚类方法生成具有代表性的风能-太阳能发电场景。基于超级电容器的策略通过经验模态分解来缓解高频电力波动。此外，还开发了一种适应不同风能-太阳能输出条件的双场景驱动电解槽调度策略，该策略根据电池充电状态和电解槽运行状态来确定电力分配，从而实现逐步的电力补偿和动态运行状态优化。案例研究比较了仅依赖风能和太阳能的供应方式、传统调度策略以及所提出的策略，结果表明所提出的策略能够在氢气生产和经济目标之间取得平衡，并将电解槽的年启停次数减少了73%，从而延长了电解槽的使用寿命。此外，该框架还提高了可再生能源的利用率，减少了电力削减量，并降低了生命周期成本，为可持续氢气生产系统的开发做出了贡献。