Collaborative Planning of Multi-park Integrated Energy Systems Considering Shared Hydrogen Energy Storage and Virtual Energy Storage

YAN Jiaxin; FAN Hong; JIA Qingshan; SUN Yan

doi:10.20204/j.sp.2025.06002

English Version Reader LoginJournal Login

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Collaborative Planning of Multi-park Integrated Energy Systems Considering Shared Hydrogen Energy Storage and Virtual Energy Storage

更新时间：2025-12-10

- Collaborative Planning of Multi-park Integrated Energy Systems Considering Shared Hydrogen Energy Storage and Virtual Energy Storage
- Vol. 53, Issue 6, Pages: 10-18(2025)
- 作者机构：
  
  1. 上海电力大学电气工程学院,上海,200090
  2. 清华大学自动化系智能与网络化系统研究中心,北京,100084
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.06002
  CLC：
- Published：2025
- 稿件说明：
移动端阅览
严嘉鑫,范宏,贾庆山,孙岩.计及共享氢储能和虚拟储能的多园区综合能源系统协同规划[J].智慧电力,2025,53(6):10-18.

YAN Jiaxin, FAN Hong, JIA Qingshan, et al. Collaborative Planning of Multi-park Integrated Energy Systems Considering Shared Hydrogen Energy Storage and Virtual Energy Storage[J]. 2025, 53(6): 10-18.
严嘉鑫,范宏,贾庆山,孙岩.计及共享氢储能和虚拟储能的多园区综合能源系统协同规划[J].智慧电力,2025,53(6):10-18. DOI： 10.20204/j.sp.2025.06002.

YAN Jiaxin, FAN Hong, JIA Qingshan, et al. Collaborative Planning of Multi-park Integrated Energy Systems Considering Shared Hydrogen Energy Storage and Virtual Energy Storage[J]. 2025, 53(6): 10-18. DOI： 10.20204/j.sp.2025.06002.

摘要

为了实现多园区综合能源系统的经济运行，研究了氢储能系统的热电联储联供特性，提出一种多园区综合能源系统与负荷侧虚拟储能以及共享氢储能相互协作的联合规划策略。该策略以系统的年投资成本和年运行成本之和最低为目标建立了相应数学模型，将其转化为计及新能源出力波动性的两阶段鲁棒模型，并利用列和约束生成算法转化为两个子问题进行了优化求解。通过某地多园区综合能源系统的算例仿真，验证了共享氢储能作为独立主体参与多园区综合能源系统的协同规划对系统运行经济性的促进作用。

Abstract

To achieve the economic operation of multi-park integrated energy systems （MIES）， this paper investigates the thermal-electric co-storage and co-supply characteristics of hydrogen energy storage systems. A collaborative planning strategy is proposed， integrating MIES with load-side virtual energy storage and shared hydrogen energy storage. The strategy establishes a mathematical model aiming to minimize the total annual investment and operational costs of the system. This model is transformed into a two-stage robust optimization framework that accounts for renewable energy output fluctuations and is solved through a column-and-constraint generation （CCG） algorithm decomposed into two subproblems. Case simulations on a real-world MIES demonstrate that the participation of shared hydrogen energy storage as an independent entity in cooperative planning significantly enhances the system’s operational economy.

关键词

Keywords

references

范建斌，孟昭军，单沫文，等.综合能源系统关键技术与国际标准化综述[J].电网与清洁能源，2023，39（12）： 1-9.

陈兴龙，曹喜民，陈洁，等.绿证-碳交易机制下热电灵活响应的园区综合能源系统优化调度[J].中国电力，2024，57（6）： 110-120.

李佳奇，刘闯.考虑碳排放及需求响应的多园区综合能源系统优化调度[J].电气应用，2024，43（4）： 20-28.

尹文良，刘琳，张存山，等.含制氢储能的混合传动风电系统建模与运行特性分析[J].电力自动化设备，2020，40（10）： 64-70.

WANG C S，LYU C X，LI P，et al.Modeling and optimal operation of community integrated energy systems： a case study from China[J].Applied Energy，2018，230： 1242-1254.

钟鹏元，杨晓宏，寇建玉.含储氢结构的园区综合能源系统优化配置研究[J].综合智慧能源，2022，44（9）： 11-19.

熊宇峰，陈来军，郑天文，等.考虑电热气耦合特性的低碳园区综合能源系统氢储能优化配置[J].电力自动化设备，2021，41（9）： 31-38.

张栋顺，全恒立，谢桦，等.考虑碳交易机制与氢混天然气的园区综合能源系统调度策略[J].中国电力，2024，57（2）:183-193.

张红，袁铁江，谭捷，等.面向统一能源系统的氢能规划框架 [J].中国电机工程学报，2022，42（1）： 83-93.

王永利，姜斯冲，郭璐，等.基于共享氢容量备用的多微网双层优化方法[J].电力建设，2024，45（11）：65-78.

陈乾，张沈习，程浩忠，等.计及热网蓄热特性的多区域综合能源系统多元储能规划[J].中国电机工程学报，2023，43（15）： 5890-5903.

LOMBARDI P，SCHWABE F.Sharing economy as a new business model for energy storage systems[J].Applied Energy，2017，188： 485-496.

张翔，廖海君，周振宇，等.含规模化5G基站租赁共享储能的配电网混合博弈优化调度[J].电测与仪表，2023，60（5）:23-32.

刘亚锦，代航，刘志坚，等.面向多类型工业用户的分散式共享储能配置及投资效益分析[J].电力自动化设备，2021，41（10）： 256-264.

SUN L L，QIU J，HAN X，et al.Capacity and energy sharing platform with hybrid energy storage system： an example of hospitality industry[J].Applied Energy，2020，280： 115897.

邱伟强，王茂春，林振智，等.“双碳”目标下面向新能源消纳场景的共享储能综合评价[J].电力自动化设备，2021，41（10）： 244-255.

李咸善，解仕杰，方子健，等.多微电网共享储能的优化配置及其成本分摊[J].电力自动化设备，2021，41（10）： 44-51.

陈寒阳，刘洋，许立雄，等.考虑容量削减的居民用户共享储能优化配置[J].电力建设，2023，44（9）:43-57.

熊宇峰，司杨，郑天文，等.基于主从博弈的工业园区综合能源系统氢储能优化配置[J].电工技术学报，2021，36（3）：507-516.

李笑竹，陈来军，殷骏，等.面向低碳供能的多园区共享氢储能系统容量规划[J].高电压技术，2022，48（7）：2534-2544.

尚怡铭，王维庆，李笑竹，等.计及共享交易机制的多微网氢储能容量规划[J].浙江大学学报（工学版），2024，58（2）：426-436.

司杨，陈来军，陈晓弢，等.基于分布鲁棒的风−氢混合系统氢储能容量优化配置[J].电力自动化设备，2021，41（10）： 3-10.

杨昆，刘通，柏林，等.基于谈判博弈的微电网群多主体共享储能容量优化配置策略[J].电测与仪表，2024，61 （3）： 33-41.

LOWERY C，MALLEY M.O.Impact of Wind Forecast Error Statistics Upon Unit Commitment[J].IEEE Transactions on Sustainable Energy，2012，3（4）： 760-768.

肖白，韩康琦，张晓华.含氢储能的独立微电网IGDT鲁棒规划 [J].电力建设，2024，45 （4）：77-88.

李笑竹，王维庆.区域综合能源系统两阶段鲁棒博弈优化调度[J].浙江大学学报（工学版），2021，55（1）： 177-188，212.

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Robust Optimization Study on Technical Innovation Allocation of Power Grid under New Power Systems

Related Author

LI Yongjie

XI Xiaojuan

LI Xuyang

LI Wanpeng

Related Institution

State Grid Henan Economic and Technical Research Institute

School of Economics and Management，North China Electric Power University

AI问答

⁰