【创新未发表】离散开停机制氨调度与多场景全年评估研究（Matlab代码、Python、数据、word论文）
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或许，雨过云收，神驰的天地更清朗.......🔎🔎🔎
💥第一部分——内容介绍
摘 要
随着“双碳”目标和绿电直连政策的推进，利用风电、光伏等新能源生产绿氨成为工业深度脱碳的重要路径。本文针对绿电制氨园区的运行优化与系统影响问题，基于逐时功率平衡、多场景调度优化和源荷储协同思想，选取新能源自发自用比例、总用电量绿电比例、新能源上网比例、吨氨成本、产能利用率和区域净负荷爬坡等指标，建立了逐时能量平衡、离散开停机、连续负荷调节、储能联合调度和多园区渗透率分析模型。
针对问题一，建立典型日逐时功率平衡模型。结果表明，典型日新能源发电量为 603.45 MWh，园区总用电量为 558.72 MWh，总用电量绿电比例达到 69.21%，但新能源自发自用比例仅为 28.16%，新能源上网比例达到 35.92%，绿电直连指标只能部分满足，主要原因是风光出力与用电负荷存在时序错配。
针对问题二，构建 72 t/d 产能下的离散开停机调度模型，将 72、63、54、45、36 t/d 五档日产量转化为满负荷开机小时数，并在 24 种风光组合场景下优化开机时段。结果显示，72 t/d 方案全年全满足天数最多，为 270 天；63 t/d 方案全年无全不满足天数，达标稳定性较好；54 t/d 方案全年全满足 210 天、部分满足 135 天、全不满足 15 天，吨氨成本为 6408.66 元/t；36 t/d 方案虽平均吨氨成本最低，为 4992.82 元/t，但全年全满足天数为 0。因此，若达标优先可选 72 t/d，若兼顾成本与达标能力，54 t/d 和 63 t/d 更适合作为折中方案。
针对问题三，引入 10%—100% 连续负荷率变量，建立连续可调制氨负荷优化模型。结果表明，除 72 t/d 满负荷情形外，63—36 t/d 方案吨氨成本下降 99—268 元/t，新能源自发自用比例和总用电量绿电比例提高，新能源上网比例下降，全年全不满足天数全部消除。其中 63 t/d 方案全年全满足 285 天，表现最好；45 t/d 的全年全满足天数由 15 天提高到 240 天，36 t/d 由 0 天提高到 150 天，说明连续负荷调节能显著改善低日产量方案的达标能力。
针对问题四，分析离网无储能、离网加储能和并网连续调节三类运行方式。现有风光装机下，离网无储能全年产氨量为 9826.76 t，年平均产能利用率为 37.91%；若依靠扩大风光装机实现 72 t/d 满产，所需装机放大倍数为 30.376。针对弃电最多场景配置 200 MWh / 65 MW 储能后，24 场景全年弃电均降为 0，全年产氨量提高至 10631.58 t，但吨氨成本升至 5622.92 元/t；相同产氨需求下，并网连续调节方案吨氨成本为 4091.18 元/t，比离网加储能低 1531.73 元/t，说明完全离网并不一定经济，电网互济具有明显价值。
针对问题五，以同型园区数量扩张模拟绿电直连园区渗透率提高的影响。当园区数量由 1 个增加至 30 个时，容量渗透率由 39.6% 提高至 582.6%，区域日反送电量由 0 增至 807.0 MWh，最大净负荷爬坡由 27.2 MW/h 增至 272.8 MW/h，日弃电量由 38.8 MWh 增至 1162.7 MWh。结果表明，低渗透率下园区有助于新能源就地消纳、负荷侧调节和工业减碳；高渗透率下则会加剧反送、弃电、备用和调峰压力，需要通过分区渗透率上限、共享储能、辅助服务补偿和源网荷储协同审批加以约束。
最后，对模型进行评价与推广分析。本文模型能够完整回答典型日指标核算、多日产量调度、连续负荷优化、离网储能配置和高渗透率系统影响等关键问题，可为园区运行方案选择和政策制定提供参考，并可推广到绿电制氢、绿电甲醇、绿电冶金、数据中心等可调负荷场景。综合结果，建议优先采用并网互济和连续负荷调节方案，合理配置共享储能，建立分区渗透率上限，并将园区产能、新能源装机和电网承载能力协同审批。
关键词： 绿电直连；绿氨制备；连续负荷调节；储能优化；多场景分析；电力系统渗透率
论文目录如下：
目录
八、 问题五：绿电直连园区渗透率提高对电力系统运行的影响分析
模型的优点
(1) 模型从逐时功率平衡出发，没有把绿电制氨园区简单看成固定负荷，而是同时刻画风电、光伏、常规负荷、制氢制氨负荷、电网购售电和储能充放电。这样既能计算电量指标，也能解释指标不达标的原因。问题一中，总用电量绿电比例达到 69.21%，但新能源自发自用比例仅为 28.16%，上网比例达到 35.92%，模型由此揭示出主要矛盾是风光出力与负荷之间的时序错配。
(2) 模型结构具有较强的递进性。问题一给出连续满负荷运行的基准结果，问题二引入离散开停机，问题三进一步放开连续负荷调节，问题四转入离网储能配置，问题五再扩展到多园区渗透率影响。后一问基本承接前一问暴露出的不足，形成了“发现问题—增加柔性—比较运行方式—分析系统影响”的完整链条。
(3) 求解方法与问题类型匹配较好。典型日指标核算采用逐时统计，过程清晰、结果容易复核；离散开停机问题通过枚举或组合优化确定生产时段，减少人为设定；连续负荷调节和储能配置则用约束优化统一处理产量、功率和设备边界。24 种风光组合场景进一步增强了结果的稳定性，避免结论只依赖某一个典型日。
(4) 模型结果能够反映经济性与绿电指标之间的权衡。问题二中，36 t/d 方案虽具有较低吨氨成本，但全年全满足天数为 0；问题三引入连续调节后，63—36 t/d 方案吨氨成本下降 99—268 元/t，全年全不满足天数全部消除；问题四中，200 MWh / 65 MW 储能虽能将弃电降为 0，但吨氨成本升至 5622.92 元/t，而并网连续调节方案为 4091.18 元/t。上述结果说明模型不仅能给出最优方案，也能解释不同方案的取舍。
📚第二部分——运行结果
全部论文(word可编辑版本论文)：
内容部分截图：
运行结果：
运行结果比较多，就不一一展示
部分代码：
%% P1_2 问题一第(2)问：日电量、绿电指标、运行成本
if ~exist('out', 'var') || ~isstruct(out)
data = common.load_all_data();
P = common.get_params();
out = common.run_typical_day_P1(data, P);
end
resDir = fullfile(fileparts(mfilename('fullpath')), 'results');
if ~exist(resDir, 'dir')
mkdir(resDir);
end
L = common.get_labels();
g = out.green;
c = out.cost;
chk = out.balance_chk;
fprintf('\n功率平衡检查\n');
fprintf('逐时平衡残差(max) : %.2e MW [%s]\n', chk.max_hourly_residual_MW, ok_str(chk.hourly_ok));
fprintf('日能量平衡残差 : %.2e MWh [%s]\n', chk.daily_energy_residual_MWh, ok_str(chk.daily_ok));
fprintf('E_wind+E_pv=E_re : %.2f+%.2f=%.2f (E_re=%.2f) [%s]\n', ...
chk.E_wind_MWh, chk.E_pv_MWh, chk.E_wind_MWh+chk.E_pv_MWh, chk.E_re_MWh, ok_str(chk.re_split_ok));
fprintf('平衡关系: P_re+P_buy = P_dem+P_sell (逐时)\n');
fprintf('\n问题一(2) 运行指标\n');
fprintf('%s : %.2f MWh\n', L.E_total, g.E_total);
fprintf('%s : %.2f MWh\n', L.E_re, g.E_re);
fprintf('%s : %.2f MWh\n', L.E_buy, g.E_buy);
fprintf('%s : %.2f MWh\n', L.E_sell, g.E_sell);
fprintf('%s : %.2f%% (要求>60%%) %s\n', L.eta1, g.eta1*100, pass_str(g.ok_eta1));
fprintf('%s : %.2f%% (要求>30%%) %s\n', L.eta2, g.eta2*100, pass_str(g.ok_eta2));
fprintf('%s : %.2f%% (要求<20%%) %s\n', L.eta3, g.eta3*100, pass_str(g.ok_eta3));
fprintf('%s : %s\n', L.green_verdict, g.class_label);
fprintf('%s : %.2f 元\n', L.cost_operating, c.C_operating);
fprintf('%s : %.2f 元/t\n', L.cost_per_ton, c.cost_per_ton);
fprintf('\n');
Tmet = table( ...
{L.E_total; L.E_re; L.E_buy; L.E_sell; ...
L.eta1; L.eta2; L.eta3; ...
L.green_verdict; L.cost_operating; L.cost_per_ton}, ...
{g.E_total; g.E_re; g.E_buy; g.E_sell; ...
g.eta1; g.eta2; g.eta3; ...
g.class_label; c.C_operating; c.cost_per_ton}, ...
{'MWh'; 'MWh'; 'MWh'; 'MWh'; ...
'-'; '-'; '-'; ...
'-'; '元'; '元/t'}, ...
{''; ''; ''; ''; ...
pass_str(g.ok_eta1); pass_str(g.ok_eta2); pass_str(g.ok_eta3); ...
''; ''; ''}, ...
'VariableNames', {'指标', '数值', '单位', '是否满足'});
names = {'网购电费', '售电收入(抵减)', '风电度电成本', '光伏度电成本', '电解运维', '合成氨电耗'};
vals = [c.breakdown.buy, -c.breakdown.sell_revenue, c.breakdown.wind, ...
c.breakdown.pv, c.C_om, c.breakdown.nh3_elec];
Tcost = table(names', vals', 'VariableNames', {'项目', '金额_元'});
xlsxP2 = fullfile(resDir, 'P1_2_results.xlsx');
if isfile(xlsxP2)
delete(xlsxP2);
end
common.export_tables_xlsx(xlsxP2, {'运行指标', '成本分解'}, {Tmet, Tcost});
fprintf('结果表: %s\n', xlsxP2);
fprintf('图表目录: %s\n', fullfile(resDir, 'figures'));
function s = pass_str(ok)
if ok, s = '满足'; else, s = '不满足'; end
end
function s = ok_str(ok)
if ok, s = '通过'; else, s = '失败'; end
end
🎉第三部分——参考文献
文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。(文章内容仅供参考，具体效果以运行结果为准)
- 李育磊, 刘玮, 董斌琦, 夏定国. 双碳目标下中国绿氢合成氨发展基础与路线[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(9): 2891-2899.
- Pan L, Li J, Huang J, An Q, Lin J, Mujeeb A, Xu Y, Li G, Zhou M, Wang J. Renewable-to-ammonia: Configuration strategy and technoeconomic analysis[J]. iScience, 2023, 26(12): 108512. DOI: 10.1016/j.isci.2023.108512.
- Campion N, Nami H, Swisher P R, Hendriksen P V, Münster M. Techno-economic assessment of green ammonia production with different wind and solar potentials[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2023, 173: 113057. DOI: 10.1016/j.rser.2022.113057.
- 丁历威, 彭笑东, 侯继彪, 康伟, 吕洪坤, 章康, 侯成龙. 风光波动电源下质子交换膜电解水制氢技术发展与应用[J]. 中国工程科学, 2023, 25(4): 214-226. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2023.06.020.
- Salmon N, Bañares-Alcántara R. Impact of process flexibility and imperfect forecasting on the operation and design of Haber-Bosch green ammonia[J]. RSC Sustainability, 2023, 1: 923. DOI: 10.1039/D3SU00067B.
- 国家发展改革委, 国家能源局. 关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知: 发改能源〔2025〕650号[EB/OL]. 2025.
- Smith C, Torrente-Murciano L. Cost efficiency versus energy utilization in green ammonia production from intermittent renewable energy[J]. Nature Chemical Engineering, 2025. DOI: 10.1038/s44286-025-00207-9.
- Chen K, Peng H, Zhang J, Chen P, Ruan J, Li B, Wang Y. Optimized demand-side day-ahead generation scheduling model for a wind-photovoltaic-energy storage hydrogen production system[J]. ACS Omega, 2022, 7(47): 43036-43044. DOI: 10.1021/acsomega.2c05319.
- Wang J, Wen J, Wang J, Yang B, Jiang L. Water electrolyzer operation scheduling for green hydrogen production: A review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2024, 203: 114779. DOI: 10.1016/j.rser.2024.114779.
- Janssen J L L C C, Weeda M, Detz R J, van der Zwaan B. Country-specific cost projections for renewable hydrogen production through off-grid electricity systems[J]. Applied Energy, 2022, 309: 118398. DOI: 10.1016/j.apenergy.2021.118398.
- Li Y, Wang H, Zhang Z, Li H, Wang X, Zhang Q, Zhou T, Zhang P, Chang F. Optimal scheduling of the wind-photovoltaic-energy storage multi-energy complementary system considering battery service life[J]. Energies, 2023, 16(13): 5002. DOI: 10.3390/en16135002.
- Wei D, Li H, Ren Y, Yao X, Wang L, Jin K. Modeling of hydrogen production system for photovoltaic power generation and capacity optimization of energy storage system[J]. Frontiers in Energy Research, 2022, 10: 1004277. DOI: 10.3389/fenrg.2022.1004277.
- Meng G, Ding Y, Pau G, Yu L, Tan W. Multi-objective capacity optimization configuration of wind/photovoltaic/hydrogen/storage microgrid system[J]. Frontiers in Energy Research, 2022, 10: 1077462. DOI: 10.3389/fenrg.2022.1077462.
- Wang C, Walsh S D C, Longden T, Palmer G, Lutalo I, Dargaville R. Optimising renewable generation configurations of off-grid green ammonia production systems considering Haber-Bosch flexibility[J]. Energy Conversion and Management, 2023, 280: 116790. DOI: 10.1016/j.enconman.2023.116790.
- Jain M, Muthalathu R, Wu X Y. Electrified ammonia production as a commodity and energy storage medium to connect the food, energy, and trade sectors[J]. iScience, 2022, 25(8): 104724. DOI: 10.1016/j.isci.2022.104724.
- Rosbo J W, Ritschel T K S, Hørsholt S, Huusom J K, Jørgensen J B. Flexible operation, optimisation and stabilising control of a quench cooled ammonia reactor for power-to-ammonia[J]. Computers & Chemical Engineering, 2023, 176: 108316. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2023.108316.
- Rosbo J W, Jensen A D, Jørgensen J B. Comparison, operation and cooling design of three general reactor types for Power-to-Ammonia processes[J]. Chemical Engineering Journal, 2024, 496: 153660. DOI: 10.1016/j.cej.2024.153660.
- Vinardell S, Nicolas P, Sastre A M, Cortina J L, Valderrama C. Sustainability assessment of green ammonia production to promote industrial decarbonization in Spain[J]. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2023, 11(44): 15975-15983. DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c04694.
- Tully Z, King J, Johnson K. Hydrogen storage minimization under industrial flexibility constraints: A techno-economic analysis of off-grid green ammonia production[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2025. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2025.02.109.
- 国家发展改革委, 国家能源局. 关于加快推动新型储能发展的指导意见: 发改能源规〔2021〕1051号[Z]. 2021.
- 国家发展改革委, 国家能源局. “十四五”新型储能发展实施方案: 发改能源〔2022〕209号[Z]. 2022.
- Ai Q, Xiang J, Liu Y, Qu L, Cao J, Li X, Wang Y. Multi-scenario flexibility assessment of power systems considering renewable energy output uncertainty[J]. Frontiers in Energy Research, 2024, 12: 1359233. DOI: 10.3389/fenrg.2024.1359233.
- Guerra K, Haro P, Gutiérrez R E, Gómez-Barea A. Facing the high share of variable renewable energy in the power system: Flexibility and stability requirements[J]. Applied Energy, 2022, 310: 118561. DOI: 10.1016/j.apenergy.2022.118561.
- Impram S, Varbak Nese S, Oral B. Challenges of renewable energy penetration on power system flexibility: A survey[J]. Energy Strategy Reviews, 2020, 31: 100539. DOI: 10.1016/j.esr.2020.100539.
- 国家能源局. 新型电力系统发展蓝皮书[R]. 2023.
- 国家发展改革委, 国家能源局. 关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见: 发改能源规〔2021〕280号[Z]. 2021.
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