Optimal Configuration of Hydrogen Integrated Energy System with Collaborative Whole-Process Hydrogen Production, Storage, Transportation, and Utilization

HAN Jialong; LIU Muyang; CHEN Junru; WANG Jing; QIN Hui; GONG Lijiao

doi:10.7500/AEPS20251103013

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Optimal Configuration of Hydrogen Integrated Energy System with Collaborative Whole-Process Hydrogen Production, Storage, Transportation, and Utilization

更新时间：2026-09-08

- Optimal Configuration of Hydrogen Integrated Energy System with Collaborative Whole-Process Hydrogen Production, Storage, Transportation, and Utilization
- Automation of Electric Power Systems Pages: 1-21(2026)
- 作者机构：
  
  1.新疆新型电力系统风光集中消纳运行与控制工程技术研究中心，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000
  2.新疆大学电气工程学院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000
  3.石河子大学能源与材料学院，新疆维吾尔自治区石河子市 832000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Key Technology Research and Application Demonstration of Xinjiang Production and Construction Corps(2024AA004)
- DOI：10.7500/AEPS20251103013
  CLC：
- Received：03 November 2025，
  
  Revised：2026-02-13，
  
  Online First：04 August 2026，
- 稿件说明：
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韩嘉龙,刘牧阳,陈俊儒等.协同制-储-运-用氢全流程的含氢综合能源系统优化配置[J/OL].电力系统自动化, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20251103013.

HAN Jialong,LIU Muyang,CHEN Junru,et al.Optimal Configuration of Hydrogen Integrated Energy System with Collaborative Whole-Process Hydrogen Production, Storage, Transportation, and Utilization[J/OL].Automation of Electric Power Systems, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20251103013.
韩嘉龙,刘牧阳,陈俊儒等.协同制-储-运-用氢全流程的含氢综合能源系统优化配置[J/OL].电力系统自动化, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20251103013. DOI：

HAN Jialong,LIU Muyang,CHEN Junru,et al.Optimal Configuration of Hydrogen Integrated Energy System with Collaborative Whole-Process Hydrogen Production, Storage, Transportation, and Utilization[J/OL].Automation of Electric Power Systems, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20251103013. DOI：

摘要

针对以就地消纳新能源为目标构建的含氢综合能源系统（HIES）所面临的系统鲁棒性、能源利用率低及多资源耦合不易均衡的问题，提出一种协同制-储-运-用氢全流程的HIES优化配置方法。首先，分析制-储-用氢各环节的多能源转换形式与各设备的耦合特性，建立考虑氢基产品生产目标及加氢站氢能需求的HIES制-储-用氢模型。其次，基于加氢站需求及移动储氢罐与电动拖车组合的运氢车，构建计及氢能运输路径的车-HIES互动模型，并进一步基于运氢车与HIES的能源交互特性，构建协同制-储-运-用氢的HIES优化配置模型。最后，提出兼顾HIES鲁棒性、经济性、生产目标与加氢站需求处于市场培育期的HIES优化配置方案，并通过不同置信度区间、不同运行场景对比论证所提方案的优势。

Abstract

To address the issues of insufficient system robustness

low energy utilization efficiency

and difficult equilibrium in multi-resource coupling for hydrogen integrated energy systems (HIESs) constructed for on-site accommodation of renewable energy

this paper proposes an optimal configuration method for HIES that coordinates the full process of hydrogen production

storage

transmission

and utilization. First

the multi-energy conversion forms and equipment coupling characteristics of each link in hydrogen production

storage

and utilization are analyzed

and a HIES production-storage-utilization model considering hydrogen-based product production targets and hydrogen demands of hydrogen refueling stations is established. Second

based on the demands of hydrogen refueling stations and hydrogen transport vehicles composed of mobile hydrogen storage tanks and electric trailers

a vehicle-HIES interaction model considering hydrogen transportation routes is constructed. Furthermore

combined with the energy interaction characteristics between hydrogen transport vehicles and HIES

an optimal configuration model of HIES with coordinated hydrogen production

storage

transmission

and utilization is built. Finally

an optimal configuration scheme for HIES in the market cultivation period is proposed

which takes into account the robustness

economy

production targets of HIES and the demands for hydrogen refueling stations. The advantages of the proposed scheme are verified via comparative analysis under various confidence intervals and operational scenarios.

关键词

Keywords

references

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