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中国电力工程咨询集团有限公司Liu, Xiao'ou,迎来2023年第4篇SCI!

论论资讯 | 2023-12-07 28热度

International Journal of Energy Research

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Joint Optimization of Planning and Operation for Integrated Electrothermal and Hydrogen Coupling System

Liu X.

Published:2023-01-01
DOI:10.1155/2023/4559960

研究背景

随着社会经济的发展,能源问题日益成为人们关注的焦点。然而,传统的能源结构存在着诸多问题,如环境污染、能源储备不足等。因此,如何优化能源结构,提高能源利用效率,成为当前研究领域的重要问题。然而,目前氢能系统建模粗糙,氢能利用模式分析不足,同时存在多种不确定因素,这些问题限制了氢能系统的优化和应用。因此,本文提出了一种基于多元优化算法和区间线性规划方法的综合电热氢耦合系统(IEHS)的规划和运行联合优化方法。

研究内容

本文首先构建了IEHS的框架结构,并分析了多种氢能利用模式。其次,考虑到氢气的物理特性,建立了基于Van Deemter方程的高压氢气储存装置的运行模型,并考虑到动态压缩比建立了压缩机功率消耗的线性模型。在此基础上,本文建立了考虑多种不确定因素和多种氢能利用模式的IEHS规划和运行的双层优化模型。上层模型实现设备容量配置,以最小化服务寿命内的总建设和运营成本为目标。下层模型优化每个设备的输出,以最小化运营成本为目标。实验结果表明,用于解决双层优化模型的多元优化算法和区间线性规划方法具有更好的收敛速度和收敛能力。此外,多种氢能利用模式可以有效降低IEHS的建设和运营成本,精确描述氢气储存系统的物理特性可以提高IEHS的协调和优化能力。考虑到多种不确定因素,IEHS的最优配置方案和运营成本更加稳定。

研究意义

本文提出了一种基于多元优化算法和区间线性规划方法的IEHS规划和运行联合优化方法,解决了氢能系统建模粗糙、氢能利用模式分析不足和多种不确定因素等问题。实验结果表明,该方法具有更好的收敛速度和收敛能力,可以有效降低IEHS的建设和运营成本,提高IEHS的协调和优化能力。因此,本研究对于优化能源结构,提高能源利用效率具有重要的理论和实践意义。

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