Optimal Scheduling of Hydrogen-integrated Integrated Energy Systems Considering Exergy Loss Under Market Drive

LIU Haojie; YANG Xiaohui; HU Xiong; HU Zecheng; WANG Zhicong; WU Chilyu; ZENG Zhuowei

doi:10.20204/j.sp.2025.11002

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Optimal Scheduling of Hydrogen-integrated Integrated Energy Systems Considering Exergy Loss Under Market Drive

更新时间：2025-12-10

- Optimal Scheduling of Hydrogen-integrated Integrated Energy Systems Considering Exergy Loss Under Market Drive
- Vol. 53, Issue 11, Pages: 10-17(2025)
- 作者机构：
  
  1. 南昌大学信息工程学院,江西,南昌,330013
  2. 国网江西培训中心,江西,南昌,330032
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.11002
  CLC：
- Published：2025
- 稿件说明：
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刘浩杰,杨晓辉,胡雄,胡泽成,王志聪,吴迟绿,曾卓为.市场驱动下考虑㶲损失的含氢综合能源系统优化调度[J].智慧电力,2025,53(11):10-17.

LIU Haojie, YANG Xiaohui, HU Xiong, et al. Optimal Scheduling of Hydrogen-integrated Integrated Energy Systems Considering Exergy Loss Under Market Drive[J]. 2025, 53(11): 10-17.
刘浩杰,杨晓辉,胡雄,胡泽成,王志聪,吴迟绿,曾卓为.市场驱动下考虑㶲损失的含氢综合能源系统优化调度[J].智慧电力,2025,53(11):10-17. DOI： 10.20204/j.sp.2025.11002.

LIU Haojie, YANG Xiaohui, HU Xiong, et al. Optimal Scheduling of Hydrogen-integrated Integrated Energy Systems Considering Exergy Loss Under Market Drive[J]. 2025, 53(11): 10-17. DOI： 10.20204/j.sp.2025.11002.

摘要

针对含氢综合能源系统在实际应用中面临的氢能协同效率不足及制氢过程㶲损失过大等问题，提出一种市场驱动下考虑㶲损失的优化调度模型。该模型通过引入绿色氢能证书市场机制，优化绿电-绿氢协同运行效率，促进可再生能源的消纳；同时，构建涵盖氢能“生产-存储-利用”全过程的㶲损失评估体系，并将㶲损失成本纳入优化目标，从而在提高可再生能源利用率的同时，实现系统整体能效的提升。案例分析结果验证了所提模型在推动系统绿色生产与高效用能方面的有效性。

Abstract

To address the issues of insufficient hydrogen-energy synergy efficiency and excessive exergy loss during hydrogen production in practical applications of hydrogen-integrated integrated energy systems ， this paper proposes an optimal scheduling model that considers exergy loss under a market drive. The model introduces a green hydrogen certificate market mechanism to optimize the synergistic operation efficiency between green power and green hydrogen， thereby promoting the accommodation of renewable energy. Meanwhile， an exergy loss assessment system covering the entire “production-storage-utilization” process of hydrogen energy is established， and the cost of exergy loss is incorporated into the optimization objective. This approach improves the utilization rate of renewable energy while enhancing the overall energy efficiency of the system. Case study results verify the effectiveness of the proposed model in promoting green production and high-efficiency energy use within the system.

关键词

Keywords

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昌力，曹荣章，庞腊成，等.低碳背景下考虑用户侧碳责任的电力系统源荷协调优化调度研究[J].供用电，2024，41（5）：46-55.

刘曌煜，王蕾，王坤.基于多目标优化算法的综合能源循环运行控制策略研究[J].电子设计工程，2023，31（2）：98-102.

张雯涵，艾欣，徐衍会，等.面向新能源消纳的电氢耦合系统容量优化配置[J].电网与清洁能源，2024，40（12）：93-101，110.

李建林，邵晨曦，张则栋，等.氢能产业政策及商业化模式分析[J].发电技术，2023，44（3）：287-295.

段天元，徐金昊，杨金龙.考虑电解槽动态特性的电-氢-化工耦合系统最优运行方法[J].电网与清洁能源，2024，40（6）：39-47.

李冠儒，孙亮，罗瑞，等.考虑能量梯级利用的风氢综合能源系统多目标优化配置[J].电力建设，2024，45（10）：1-12.

李爱武，邸亮，董杰，等.考虑源荷双重不确定性的综合能源系统规划优化[J].西安工程大学学报，2024，38（5）：77-85.

张宁，朱昊，杨凌霄，等.考虑可再生能源消纳的多能互补虚拟电厂优化调度策略[J].发电技术，2023，44（5）：625-633.

夏佳伟，张一帆，雷浩，等.考虑高效氢能利用和碳捕集的综合能源系统低碳优化调度[J].电力建设，2024，45（12）：100-111.

赵北涛，刘光宇，韩东升.考虑氢能耦合及阶梯碳交易的综合能源系统多时间尺度低碳优化调度[J].电力科学与技术学报，2023，38（3）：35-46.

侯永全，徐敦彬，袁晓冬，等.基于博弈论的含氢微网多主体能源系统优化配置[J].高压电器，2024，60（7）：48-59.

刘岩，叶振豪，张夕佳，等.计及碳捕集电厂灵活响应的电力生产调度优化模型设计与仿真[J].电子设计工程，2023，31（6）：94-98.

赵东，何山，韩璐，等.离网型制氢系统典型短路故障分析及协同保护[J].电力系统保护与控制，2024，52（21）：60-70.

FRANZMANN D，HEINRICHS H，LIPPKAU F，et al.Green hydrogen cost-potentials for global trade[J].International Journal of Hydrogen Energy，2023，48（85）：33062-33076.

韩晓娟，郭思琪，吕志恒.基于双重模糊控制的氢-储耦合系统协同优化策略[J].太阳能学报，2024，45（11）：718-726.

田煜昆，陈彦奇，刘一帆，等.考虑广义电热需求响应与阶梯式碳交易机制的园区综合能源系统优化调度策略[J].电测与仪表，2023，62（6）：152-160.

李建林，梁策，曾飞，等.基于级联式模糊控制的电氢耦合直流微网能量管理策略研究[J].电力系统保护与控制，2024，52（18）：87-100.

郑婉婷，赵倩宇，王璇，等.绿证-碳交易机制下新型电力系统电-氢-气混合储能容量优化配置方法[J].供用电，2024，41（3）：24-31，41.

李亚峰，王维庆.考虑阶梯碳交易机制的含混氢天然气综合能源系统容量配置[J].电力科学与技术学报，2023，38（6）：237-247.

陈明健，陈胜，王异成，等.考虑氢能绿证的电-氢综合能源系统机会约束优化调度[J].电力自动化设备，2023，43（12）：206-213.

骆钊，刘德文，贾芸睿，等.考虑绿色氢能证书和水电制氢的综合能源系统优化运行[J].电网技术，2024，48（4）：1445-1454.

DONG Z Y，YANG J J，YU L，et al.A green hydrogen credit framework for international green hydrogen trading towards a carbon neutral future[J].International Journal of Hydrogen Energy，2022，47（2）：728-734.3.

杨冬锋，左圣宇，杨晶莹，等.考虑绿色氢能证书交易机制和新能源汽车碳配额的综合能源系统低碳经济调度[J].电网技术，2025，49（2）：562-571.

张雪松，陈杨，倪筹帷，等.考虑多类型电解槽差异化特征的分布式电热氢系统优化设计[J].浙江电力，2024，43（4）：1-11.

柴海东，任永峰，云平平，等.构网型风氢耦合系统电解槽轮值优化控制[J].高压电器，2024，60（7）：12-22.

沈侃恺，夏冰清，年珩，等.计及电解槽并网点电压影响的风光并网系统制氢效率优化[J].电力科学与技术学报，2025，40（4）：182-192.

李亚军，何山，胡兵，等.考虑最大效率的风光制氢系统容量配置及功率调控[J].电气传动，2024，54（10）：50-57.

INCER-VALVERDE J，MÖRSDORF J，MOROSUK T，et al.Power-to-liquid hydrogen：exergy-based evaluation of a large-scale system[J].International Journal of Hydrogen Energy，2023，48（31）：11612-11627.

王洋，杨雁，张伟，等.耦合余热回收的固体氧化物电解槽影响机理及㶲分析[J].石油学报（石油加工），2025，41（1）：156-165.

PAN C Q，BIE Z H，LI G F，et al.Reliability evaluation of integrated energy system based on exergy[J].CSEE Journal of Power and Energy Systems，2024，10（6）：2507-2516.

夏佳伟，张一帆，雷浩，等.考虑高效氢能利用和碳捕集的综合能源系统低碳优化调度[J].电力建设，2024，45（12）：100-111.

姜悦茂，王顺森，吴杰鹏，等.面向余热回收的超临界CO2动力循环高级㶲分析[J].西安交通大学学报，2024，58（2）：43-55.

施宇松，邢海军，苗秋愿.综合能源系统热能梯级优化及㶲效率分析[J].上海电力大学学报，2024，40（3）：235-241.

CHEN J R，CHEN H Y，LIANG Z P，et al.An exergy analysis model for the optimal operation of integrated heat-and-electricity-based energy systems[J].Protection and control of modern power systems，2024，9（1）：1-18.

戴文智，沈雄健，李青洋，等.基于地热能的双级蒸发双回热有机朗肯循环高级㶲和高级㶲经济分析[J].机械工程学报，2025，61（14）：285-296.

刘海涛，仲聪，马佳伊，等.考虑条件风险价值和阶梯碳交易的综合能源系统优化调度[J].电测与仪表，2024，61（4）：100-108.

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