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第43卷 第 1期 电 力 自 动 化 设 备 Vol.43 No.1
2023年1月 ElectricPowerAutomationEquipment Jan. 2023
考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的
并网型微电网优化配置
肖 白,刘健康,张 博,武方泽
(东北电力大学 电气工程学院,吉林 吉林 132012)
摘要:针对低碳背景下并网型微电网的优化配置问题,提出了一种考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的
并网型微电网优化配置方法。通过在规划模型中引入阶梯碳交易机制,降低微电网的碳排放;以可再生能源
发电功率与负荷功率的差值绝对值之和最小为目标,利用负荷需求响应引导用户改变用能策略,促进可再生
能源消纳,减少储能配置容量,进一步降低微电网的碳排放和经济成本;建立包含风力发电机、光伏阵列、柴
油发电机、电解槽、储氢罐、燃料电池的并网型微电网的双层优化配置模型,上层模型以微电网等年值综合成
本最小为优化目标,下层模型以微电网年运行成本和年碳交易成本之和最小为优化目标;采用遗传算法与混
合整数线性规划相结合的方法对双层优化配置模型进行求解。算例结果验证了所建模型的合理性和有效
性,能够为含氢储能的并网型微电网的容量配置提供参考。
关键词:并网型微电网;阶梯碳交易;需求响应;氢储能;双层优化;优化配置
中图分类号:TM715;TK01;TK91 文献标志码:A DOI:10.16081/j.epae.202204074
0 引言 分析上述文献可知,目前微电网中的储能大多
以蓄电池为主,但随着储氢技术的日渐成熟,氢储能
我国的碳达峰和碳中和战略目标加速推动了能
[1] 的应用越来越广泛。文献[7]基于快速估计方法,考
源改革,大力发展可再生能源发电是必经之路 。
[2] 虑含氢储能系统的微电网中电、氢储能系统的响应
依托可再生能源、储能等技术构建微电网 ,通过碳
时间不同,根据实际天气、负载情况对微电网系统进
交易、需求响应等机制引导电力行业节能减排,被公
行容量优化配置。文献[8]建立了含电氢混合储能
认为促进可持续发展的重要举措。合理配置微电网
的微电网容量配置模型,以单位电量成本、能量过剩
中各设备的容量是保障其发挥良好运营效能的前
率和负载失电率为目标函数,综合考虑了系统的经
提,所以在微电网容量配置过程中引入碳交易机制
济性与可靠性,但是只考虑了单一直流负荷且研究
和需求响应的研究具有重大意义。
对象为光储微电网。文献[9]针对风电场的出力不
近年来,国内外学者已经针对微电网的容量优
确定性对氢储能系统热能供需平衡的影响,提出了
化配置问题进行了多方面的研究:文献[3]针对独立
考虑热平衡的风-氢混合系统中氢储能的容量配置
型微电网内多种分布式电源协调运行和控制复杂的
方法,采用分布式鲁棒方法对风电不确定性进行建
问题,提出了基于不同控制策略的独立型风光柴储
模。文献[10]考虑到氢储能电
- 乡村振兴、双碳、储能、绿色金融 + 关注
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