Optimización de la configuración de capacidad del sistema de producción de hidrógeno con electrolizadores multi-tipo basada en escenarios aleatorios de períodos largos LHS-MC

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摘要

【Objetivo】 Para acelerar la consecución del objetivo de "doble carbono", mejorar la rentabilidad de la inversión en el sistema de hidrógeno verde y la estabilidad del suministro de hidrógeno, se diseñó un sistema de producción de hidrógeno fuera de la red con un conjunto de electrolizadores de múltiples tipos. 【Método】 Primero, se modelaron las características de arranque y parada del grupo de electrolizadores de múltiples tipos dentro del sistema, considerando las restricciones de suministro estable de hidrógeno para la producción química posterior, y se estableció un modelo de optimización de la configuración de la capacidad del sistema de hidrógeno verde fuera de la red con el objetivo de maximizar el beneficio neto. Segundo, se analizó la incertidumbre de la producción eólica y solar, se utilizó el algoritmo de agrupamiento k-means para obtener múltiples grupos de escenarios conjuntos de producción eólica y solar, se adoptó el muestreo de hiper-cubo latino (latin hypercube sampling, LHS) para describir la aleatoriedad intra-diaria de la producción eólica y solar, se construyó una cadena de Markov (Markov chain, MC) para simular la correlación entre días adyacentes de la producción eólica y solar, y se generaron los escenarios aleatorios de producción necesarios para períodos largos. Finalmente, se realizó un análisis de simulación basado en un proyecto de hidrógeno verde en Xinjiang. 【Resultados】 El método propuesto para generar escenarios aleatorios de períodos largos puede simular eficazmente la incertidumbre y correlación de escenarios continuos de producción eólica y solar, en comparación con la configuración de un solo electrolizador, la solución de múltiples tipos de electrolizadores puede mejorar eficazmente la economía del sistema. 【Conclusión】 La combinación de un grupo de electrolizadores multi-tipo con el método de generación de escenarios aleatorios de períodos largos puede mejorar la economía y la confiabilidad operativa del sistema de hidrógeno verde fuera de la red, proporcionando una referencia para la planificación de sistemas de producción de hidrógeno con alta proporción de energías renovables.

关键词

Modelado de incertidumbre eólica y solar;electrolizadores alcalinos;electrolizadores de membrana de protones;hidrógeno verde;configuración de capacidad

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