电解水制氢-储氢-输氢多环节联合规划

To address spatial mismatch between hydrogen production and demand centers, this paper proposes an integrated planning model for electrolysis-based hydrogen production, high-pressure storage, and long-distance pipeline transmission, minimizing annual system cost. Case study in Northwest China shows 5.49% total cost reduction and 17.98% curtailed renewable energy cost decrease.

为解决制氢与用氢负荷中心分布不平衡的问题,通过长距离输氢实现广域平衡,聚焦于制、储、输环节的运行特性差异及多参数耦合,开展电解水制氢-储氢-输氢联合规划.首先,结合电解槽U-I特性和法拉第效率,建立制氢效率模型;其次,基于范氏方程建立高压气体储氢罐模型,结合压缩机进出口压力变化建立压缩机功耗模型;然后,考虑输氢压力对输氢能耗的影响,建立掺氢管道的运行模型;最后,考虑电、氢负荷供需平衡及各设备的运行约束,以系统年均综合成本最小为目标建立多环节联合规划模型,并结合西北地区的实际数据进行算例分析.结果表明,考虑多环节联合规划后,新能源弃电成本减少 5.9 亿元、降幅17.98%,系统年总成本减少 221.1 亿元、降幅 5.49%,证明了所提规划模型的合理性.