基于氢燃机的"电-氢-电"综合能源系统设计与运行管理

来源：动力工程学报杂志2026年第3期北京时间：

作者：卜一凡, 刘网扣, 朱志劼, 任显龙, 徐望人,

摘要：针对新型电力系统新能源占比高带来的出力波动、供需不匹配以及无功支撑能力差的问题,提出基于氢燃机"电-氢-电"耦合储能和调峰的解决方案,并构建双层嵌套优化模型。首先,外层以项目净现值最大化为优化目标,采用遗传算法确定系统内各组件的最佳容量配置;然后,内层以年度净收入最大化为优化目标,基于典型场景下的新能源出力波动与负荷变化,将外层容量作为输入,采用线性优化动态求解各组件运行策略。最后,以我国西北地区新能源大基地气象条件和典型工业负荷条件作为计算边界开展系统性能评估。结果表明:电氢电系统年弃电率4.9%,系统盈亏平衡点在第17年,系统的绿电率为99.9%。基于氢燃机的"电-氢-电"系统能够解决新型电力系统电力平衡问题,通过所建立的双层优化模型,优化系统配置和运行方式,有效提升了新能源消纳率,降低了系统投资和运行成本以及碳排放量,增强了能源供应稳定性,具有可行性与经济性。

关键词：新型电力系统,电-氢-电综合能源系统,氢燃气轮机,容量设计优化,运行优化,