海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度

张磊; 王满康; 随权; 叶婧; 陶千惠

doi:10.7500/AEPS20240223001

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海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度

碳达峰·碳中和与电力能源转型 | 更新时间：2025-06-16

- 海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度
- Coordinated Optimal Energy Dispatch of Offshore Wind-Hydrogen Systems and Coastal Power Grid
- 电力系统自动化 2024年48卷第22期页码：60-69
- 作者机构：
  
  1.三峡大学电气与新能源学院，湖北省宜昌市 443002
  2.新能源微电网湖北省协同创新中心（三峡大学），湖北省宜昌市 443002
  3.郑州大学电气与信息工程学院，河南省郑州市 450001
- 作者简介：
  
  张磊(1986—)，男，博士，副教授，博士生导师，主要研究方向：大规模新能源接入后电力系统优化运行控制、人工智能技术在电力系统运行控制中的应用。E-mail：leizhang3188@163.com
  王满康(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：综合能源系统优化运行与控制。E-mail：1605859367@qq.com
  随权(1995—)，男，通信作者，博士，讲师，硕士生导师，主要研究方向：电力系统/综合能源系统规划布局、优化调度和大停电负荷恢复。E-mail：quan_sui@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52307149);中国博士后科学基金资助项目(BX20230326)
- DOI：10.7500/AEPS20240223001
  中图分类号：
- 收稿：2024-02-23，
  
  修回：2024-06-20，
  
  网络出版：2024-07-25，
  
  纸质出版：2024-11-25
- 稿件说明：
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张磊,王满康,随权等.海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度[J].电力系统自动化,2024,48(22):60-69.

ZHANG Lei,WANG Mankang,SUI Quan,et al.Coordinated Optimal Energy Dispatch of Offshore Wind-Hydrogen Systems and Coastal Power Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(22):60-69.
张磊,王满康,随权等.海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度[J].电力系统自动化,2024,48(22):60-69. DOI： 10.7500/AEPS20240223001.

ZHANG Lei,WANG Mankang,SUI Quan,et al.Coordinated Optimal Energy Dispatch of Offshore Wind-Hydrogen Systems and Coastal Power Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(22):60-69. DOI： 10.7500/AEPS20240223001.

摘要

为实现海上风电的高效消纳和绿色氢能的制备，提出一种海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度方法。首先，通过评估海上风电场间的风能耦合效应，建立考虑风能异域强化利用的风电场群发电转移模型。其次，量化分析风电场的疲劳载荷与疲劳成本之间的关系，构建考虑检修便利性的风电场群均衡载荷模型。基于此，提出风电场群综合效能调控模型，以协调发电与疲劳寿命之间的关系。然后，考虑海上风流因素对船舶航行时间的影响，建立电氢并举的能量外送模型。最后，以系统运行成本最小为目标，提出考虑主动孤岛、制氢效率特性以及系统旋转备用的海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度模型。算例验证了所提方法的有效性和优越性

为海上风电制氢能量调度提供了一种新的思路。

Abstract

In order to achieve efficient offshore wind power consumption and green hydrogen energy preparation

a coordinated optimal energy dispatch method for offshore wind-hydrogen systems and coastal power grid is proposed. Firstly

by evaluating the wind energy coupling effect among offshore wind farms

a power generation transfer model of wind farm clusters considering the alien enhanced utilization of wind energy is established. Secondly

the relationship between fatigue load and fatigue cost of wind farms is quantitatively analyzed

and a balanced load model of wind farm clusters considering maintenance convenience is constructed. Based on this

an integrated efficiency regulation model for wind farm clusters is proposed to coordinate the relationship between power generation and fatigue life. Then

an energy outflow model for electricity and hydrogen is constructed by considering the influence of offshore wind flow factors on ship sailing time. Finally

with the objective of minimizing the system operation cost

a coordinated optimal energy dispatch model of the offshore wind-hydrogen systems and the coastal power grid is proposed by considering the active islanding

the efficiency characteristics of hydrogen production

and the system rotating reserve. Numerical examples verify the effectiveness and superiority of the proposed method

which provides a new way of thinking for the energy dispatch of offshore wind power-to-hydrogen.

关键词

Keywords

references

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