• •
邱文婷, 董家乐, 吴笛, 苏文静, 宗毅
Qiu Wenting, Dong Jiale, Wu Di, Su Wenjing, Zong Yi
摘要: 为应对电-热-氢多能源系统(Multi-carrier Energy Systems, MES)中电制氢设备运行安全问题以及运行调度难以兼顾经济性和低碳性的问题,提出了一种结合电解槽非线性动态模型和非支配遗传算法Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ, NSGA-Ⅱ)的优化调度策略,以实现MES的多目标优化。首先,为确保电制氢过程在安全的温度范围内,构建了一个因堆温发生电解效率非线性变化的精细化碱性电解槽动态模型;其次,为利用MES中各类能源的强耦合关系和负荷的可调度性,引入综合需求响应机制和碳交易机制以提高系统的经济性和低碳运行能力;最后,融合电解槽的复杂非线性模型,提出了基于NSGA-Ⅱ的多目标优化算法,并使用优劣解距离法 (TOPSIS) 综合评价出最优解,以实现对MES的优化调度。通过不同算例的仿真试验,对MES的日总运行成本和碳排放量进行比较分析。文章结果表明结合了NSGA-Ⅱ的多目标优化方法可显著降低系统的日总运行成本和碳排放总量,相较于单一地优化系统经济成本,系统的日总成本和碳排放分别减少33.4%和57.5%,验证了所提策略在提升电-热-氢MES经济性与低碳性方面的有效性。