混合电厂优化：何时需要详细的电解槽模型？

由可再生能源和电解槽组成的混合电厂被设想在加速向脱碳转型中发挥关键作用。当前文献中普遍使用简化的电解槽运行模型。这是否是一种良好实践，以及如果不是，何时需要更详细的运行模型，仍然是一个悬而未决的问题。本文通过评估在混合电厂日前阶段的优化调度问题中添加不同级别的电解槽细节（即物理和运行约束）的影响来回答这个问题。我们的重点在于运行状态的数量（开、关、待机）以及用于近似非线性产氢曲线的线性化分段数量。为此，我们开发了几个混合整数线性模型，每个模型代表不同级别的运行细节。我们在不同的电价条件、风电场容量和最低氢气需求要求下，进行了全面的事后比较性能分析，并讨论了在哪些运行情况下需要详细模型。特别是，我们提供了一个案例，在该案例中，与详细模型相比，简化模型导致一年内利润下降1.8%，氢气产量下降13.5%。学到的主要经验是，在电解槽以部分负荷运行的情况下，详细模型可能获得更高的利润。这可能是特定范围的电力与氢气价格，或有限的风电可用性下的情况。详细模型还能更好地估计真实的氢气产量，从而便利所需的物流安排。