面向具有电池-氢能混合储能的孤岛微电网的综合技术经济规划框架：一种两阶段优化方法

《Scientific Reports》：A comprehensive techno-economic planning framework for isolated microgrids with hybrid battery-hydrogen storage: a two-stage optimization approach

　　

摘要

由可再生能源供电的孤岛微电网因发电间歇性和缺乏外部电网支持，面临着巨大的运营挑战。为应对这一挑战，本研究提出了一种两阶段技术经济规划框架，该框架集成了混合电池 - 氢能储能系统。采用经 10 年历史气象数据验证的马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）方法对可再生能源的不确定性进行建模，并结合自适应时间范围压缩技术，将计算负担降低了 52.3%。实施了一种多时间尺度运行协调策略，其中电池储能负责处理日内波动，而氢能储能则通过改进的粒子群优化算法提供长期的季节性平衡。将该混合框架应用于巴基斯坦一个 300 kW 的孤岛社区微电网，与仅电池配置相比，总年化系统成本降低了 15.3%（从 39.48 万美元降至 32.85 万美元）。此外，该系统实现了 76.4% 的可再生能源渗透率，确保关键负荷的可靠性达到 99.98%，相对于传统的仅柴油系统，运行二氧化碳排放减少了 97.7%，最终得到的平准化度电成本（LCOE）为 0.328 美元/千瓦时.