在考虑废热回收的情况下，将零碳氢能和基于氢能的技术最佳整合到多载体能源系统中：一种基于场景的混合整数线性规划（MILP）模型，并通过数据挖掘技术进行了优化

《Sustainable Energy Technologies and Assessments》：Optimal integration of zero-carbon hydrogen- and hydro-based technologies in multi-carrier energy systems considering waste heat recovery: a scenario-based MILP model enhanced by data mining techniques

　　

哈桑·雷亚尼·拉希米（Hassan Reyhani Rahimi）|梅赫拉达德·埃布拉希米（Mehrdad Ebrahimi）|穆罕默德·拉斯泰加尔（Mohammad Rastegar）

摘要

尽管基于氢的技术、微型水力涡轮机和废热回收装置在实现零碳综合能源系统及减少能源损失方面具有显著的经济价值，但它们的利用率仍然较低。本文提出了一种优化模型，用于整合包括电力、热能、天然气、水和氢在内的多载体能源系统，并结合了零碳技术和废热回收技术。该模型确定了燃料电池、有机朗肯循环（ORC）装置（用于废热回收）、电解槽、微型水力涡轮机、天然气联合热电装置、天然气锅炉、变压器、海水淡化装置以及各种储能系统的最佳类型和数量。该模型采用基于场景的框架，通过混合整数线性规划（MILP）问题来考虑规划期内能源需求的不确定性。此外，还运用数据挖掘技术筛选出具有代表性的场景子集，从而在不影响解决方案质量的前提下降低计算复杂度。通过在真实的多载体微电网中进行测试，证明了引入清洁氢能和水力装置（尤其是ORC技术）所带来的经济和环境效益。数值结果表明，与传统模型相比，该方法可使系统总成本降低5.73%，碳排放减少16.94%。本研究考虑的所有设备类型均可在市场上获得，为未来的实际应用提供了现实可行的基础。