Estudo de otimização da configuração e economicidade do sistema de armazenamento de hidrogênio eólico-solar baseado em restrições da rede elétrica e características operacionais dos equipamentos-chave

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摘要

【Objetivo】 Para melhorar a praticidade e a precisão da avaliação econômica dos planos de sistemas de armazenamento de hidrogênio eólico-solar, propõe-se um método de configuração otimizada do sistema que integra múltiplas restrições, abordando o problema frequentemente negligenciado nos estudos atuais das restrições das políticas da rede elétrica e das características operacionais dos equipamentos-chave. 【Método】 Este método combina organicamente as características operacionais dos equipamentos-chave com as restrições das políticas da rede, considerando primeiramente as características de partida e parada do eletrolisador, adotando uma estratégia dinâmica de partida e parada e distribuição de potência ponderada, mais próxima da operação real da engenharia; em seguida, as restrições de potência de conexão e entrega à rede, a quantidade de energia e outros requisitos políticos críticos são incorporados como condições limite rígidas no modelo de otimização. O modelo de otimização utiliza o valor presente líquido do ciclo de vida total como função objetivo, considerando de forma integrada as restrições da rede e as características operacionais do eletrolisador, realizando análise e simulação de caso baseadas nos dados meteorológicos de uma região da Mongólia Interior. 【Resultados】 Os resultados da simulação indicam que o método proposto pode obter uma configuração de sistema tecnicamente viável e economicamente superior, cumprindo rigorosamente as políticas da rede e as restrições operacionais dos equipamentos, evitando efetivamente a subestimação dos custos operacionais e problemas de inviabilidade causados pela simplificação do modelo; o preço de venda do hidrogênio e o preço da eletricidade de rede são os parâmetros principais que afetam a economicidade do sistema, sendo a sensibilidade do valor presente líquido ao preço do hidrogênio significativamente maior do que ao preço da eletricidade; a análise dos parâmetros críticos de equilíbrio indica que, com um preço de eletricidade de rede de 0,2829 yuans/(kW·h), o preço do hidrogênio deve atingir 1,88 yuans/m3 para alcançar a rentabilidade do projeto, fornecendo uma base quantitativa clara para avaliação da viabilidade. 【Conclusão】 Os resultados do estudo de caso refletem que a economicidade do projeto continua sendo um desafio nos níveis atuais dos preços de hidrogênio e eletricidade, exigindo esforços coordenados na redução de custos técnicos, mecanismos de mercado e suporte político. O método proposto melhora a adaptabilidade do plano aos ambientes reais de engenharia e política, podendo oferecer base teórica e suporte à decisão com valor prático para o planejamento científico dos sistemas de armazenamento de hidrogênio eólico-solar; o framework do modelo também pode ser expandido para avaliação de viabilidade de projetos similares de energia renovável.

关键词

armazenamento de hidrogênio eólico-solar;otimização de capacidade;restrições da rede elétrica;partida e parada do eletrolisador;avaliação econômica

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