风光制氢一体化项目规模配置分析

风光制氢一体化项目规模配置分析1风光出力特性分析1.1风电出力特性该风光制氢一体化项目所在地区海拔为1150～1800m,属于中温带半呈冬季大夏季小特点。风电四季平均日出力特性曲线如图1所示，由图1可知，每日出力呈随机性、波动性，但典型为傍晚出力大，清晨出力相对较小。风电全年发电利用小时数约3169h,风电各月发电量占全年风电总发电量的比例如图2所示，由图2可知，月度统计总发电量呈“V”字形，全年月发电量最低月份为7月。0.1春夏秋冬图1风电四季平均日出力特性曲线总发电量的比例/%图2风电各月发电量比例1.2光伏出力特性曲线如图3所示，由图3可知，夏季日照时长较长，最大可达15h,冬季相对较短，约10h。光伏全年发电利用小时数约1603h,光伏各月发电量占全年光伏总发电量的比例如图4所示，由图4可知，光伏00.1图3光伏四季平均日出力特性曲线光伏月发电量占全年光伏月发电量占全年图4光伏各月发电量比例2.制氢设备负荷特性分析要求等特点，其氢气产品的纯度极高，一般可以达到99.99%,且主要杂质为H20和02,可以实现工厂低消耗、高可靠性、长周期稳定机以及辅助的冷冻水机组等。工艺流程见图5。氢气产品缓冲罐氢气压缩机脱盐水加水泵配碱泵处理器纯化装置氧气放空电解槽水箱图5碱性电解水制氢工艺流程示意速率方面，热备用情况下，电解槽负荷调节速率约为1%/s,冷态情况下，电解槽负荷从0到10%(运行工况)所需时间约16min,因此单套电解槽用电负荷特性如图6所示，按照单套10%以上功率时开始月发电量最低月份为7月，制氢设施检修也考虑安排在7月，以尽量图6单套电解槽用电负荷特性3.制氢设备配置规模分析3.1配置思路●风光出力数据●电网上下网要求以新能源最大8760小时日历时序的耦合计算新能源消纳\制氢情况综合消纳要求确定推荐规模图7风光氢储一体化项目配置思路电机组，装机容量为120MW,年发电量约3.8亿kW·h。光伏电场拟考虑送出线路损耗后，新能源年可用总发电量约4.3亿kW·h。在全3.2耦合计算分析原则及模型全部由新能源供电，年上网电量不超过新能源年总发电量的20%。②新能源瞬时上网电力不超过新能源装机规模的40%。③储能最低放电深度20%,储能按照尽量减少弃电的原则运行。④新能源出力优先用能运行功率(正表示发电，负表示充电);PN为电网交换功率(正表示电网供电，负表示新能源电力上网);PA为弃电功率。容量；Qs,i—1为第i—1时刻的储能容量；Ps,i为第i时刻的储能(4)上网电量约束。约束条件为：QN-≤0.3.3制氢设备配置建议12-16范围内的5种方案进行计算分析，典型周的生产运行模拟见图8,相关耦合结果见图9及表1。由表1可知，当制氢装置套数在13-14时，项目上网电量达到20%的临界值，此时弃电率相对较低且制氢设施投资等方面因素，电解槽可考虑按14套配置。此时新能源装机规模约为制氢用电负荷的2倍，新能源用于电解槽制氢电量为3.33亿kW·h,上网电量0.81亿kW·h(18.7%),弃电率0.47%,电解槽年利用小时约4694h。图8典型周生产运行模拟仿真4.00上网电量弃电量图9不同方案年制氢量与电解槽利用情况比较表1不同方案年制氢量与电解槽利用情况电解槽量/亿电解槽电量/亿电解槽利弃电量/12345上节分析结果均在储能配置规模为15%/2h的条件下计算得出，当储能配置在5%/2h～20%/2h区间时，项目的总体弃电率情况见表2。结合表1结果可知，当项目配置13套电解槽时，新能源上网率受政策限制允许为20%,多余电量需放弃上网，弃电率明显较14套电解槽步测算储能配置规模。当项目配置14套电解槽时，此时新能源上网率小于20%,制氢负