Estudio de optimización de configuración y economía del sistema de almacenamiento de hidrógeno eólico-solar basado en restricciones de red y características de operación de equipos clave

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摘要

【Objetivo】 Para mejorar la practicidad y la precisión de la evaluación económica de los planes de sistemas de almacenamiento de hidrógeno eólico-solar, se propone un método de optimización de configuración del sistema que integra múltiples restricciones, abordando el problema común en estudios actuales de ignorar las restricciones de políticas de la red eléctrica y las características de operación de equipos clave. 【Método】 Este método combina orgánicamente las características de operación de los equipos clave con las restricciones de políticas de la red: primero considera las características de arranque y parada del electrolizador, utilizando una estrategia dinámica de arranque y parada y distribución de potencia ponderada, más cercana al funcionamiento real de la ingeniería; luego incorpora las limitaciones de potencia de conexión y desconexión a la red, cantidad de electricidad y otros requisitos políticos clave como condiciones límite estrictas dentro del modelo de optimización. El modelo de optimización utiliza el valor presente neto de todo el ciclo de vida como función objetivo, teniendo en cuenta las restricciones de la red y las características de operación del electrolizador, con simulaciones basadas en datos meteorológicos de una región de Mongolia Interior. 【Resultados】 Los resultados de la simulación muestran que el método propuesto puede obtener una configuración del sistema técnica y económicamente mejor bajo el estricto cumplimiento de las políticas de red y las restricciones de operación del equipo, evitando efectivamente la subestimación de costos operativos y problemas de inviabilidad causados por la simplificación del modelo; el precio de venta del hidrógeno y el precio de la energía en red son parámetros clave que afectan la economía del sistema, con una sensibilidad significativamente mayor del valor presente neto al precio del hidrógeno que al precio de la energía; el análisis de parámetros críticos de equilibrio muestra que con un precio de energía en red de 0,2829 yuanes/(kW·h), el precio del hidrógeno debe alcanzar 1,88 yuanes/m3 para lograr la rentabilidad del proyecto, proporcionando una base cuantitativa clara para evaluar la viabilidad. 【Conclusión】 Los resultados del caso reflejan que la economía del proyecto aún enfrenta desafíos con los niveles actuales de precios del hidrógeno y la electricidad, requiriendo esfuerzos coordinados en reducción de costos técnicos, mecanismos de mercado y apoyo político. El método propuesto mejora la adaptabilidad del plan a entornos reales de ingeniería y política, puede proporcionar una base teórica y apoyo a la toma de decisiones con valor práctico para la planificación científica de sistemas de almacenamiento de hidrógeno eólico-solar; el marco del modelo también puede extenderse a la evaluación de viabilidad de proyectos similares de energía renovable.

关键词

almacenamiento de hidrógeno eólico-solar;optimización de capacidad;restricciones de red;arranque y parada de electrolizadores;evaluación económica

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