在高可再生动力浸透率的微电网（MGs）中，有用办理剩下能量关于保证动力功率、可靠性和可继续性至关重要。本研讨经过实施一种结合了“的混合储能体系来应对这一挑战。电池储能体系(BESS) 与氢 (H2) 储能。该研讨根据现有的功能目标——剩下能量丢失率 (LSER) 和预期剩下能量丢失 (ELSE)——来评价储能体系的有用性。提出了一种动态控制战略以优化剩下能量的有用使用，优先存储在 BESS 中，并运用过剩能量用于经过电解生产氢气。该方法旨在最大极限地削减剩下动力糟蹋，同时进步全体动力功率。研讨结果表明，仅专心于最小化本钱尽管能有用下降支出（总本钱为$7,104），但会导致剩下动力的严重丢失。例如，将LSER最小化至0.16且BESS容量为420 kW的战略会将本钱添加到$11,498，但能改善剩下动力的使用率。这些结果强调了归纳考虑本钱效益和剩下动力目标的重要性，以完成平衡且可继续的动力办理处理计划。

图文摘要

导言

近年来，可再生动力（RES）在微电网（MGs）中的整合发展迅速。随着全球削减碳排放和推动可继续动力的努力不断增强，MGs的规划日益依靠太阳能光伏（PV）和风力涡轮机（WT）作为主要电源[1]。这些技术带来了明显的环境和经济效益，例如削减温室气体排放、下降对化石燃料的依靠，并为当地社区供给分布式发电[2]。但是，RES的间歇性和不行预测性给MG的操作带来了重大挑战，尤其是在RES浸透率较高的情况下。太阳能和风能发电的波动性或许导致动力供应与需求之间出现失衡，从而在发电量超越需求时发生剩下动力，而在RES输出缺乏时出现缺少[3]。随着RES在MGs中占比的添加，这些失衡发生的频率和幅度也随之增大，使得有用的动力办理关于维持体系稳定性和可靠性至关重要。高RES浸透率还添加了动力糟蹋的危险，特别是在低需求期间，剩下动力无法被充分使用或贮存。在这种情况下，可再生动力或许会被削减或丢失，从而损害MG的全体功率和可继续性。这使得有用办理剩下动力不仅是一项技术上的必要条件，也是一个关键因素……
应对可再生动力的间歇性以及处理MGs中剩下能量问题最有用的处理计划之一是实施储能体系。这些体系关于在RES高产出期间贮存过剩能量，并在需求超越发电量时释放能量至关重要。在各种储能技术中，Battery Energy Storage Systems (BESS) 因其快速的响应时刻、可扩展性和不断下降的本钱而得到了广泛采用[5]。
BESS能够高效存储剩下能量并在缺少期间供给备用电源，使其成为具有高可再生动力浸透率的现代MG的关键组成部分。但是，BESS尽管在短期储能方面十分有用，但在长时刻储能和大规模使用方面面临局限性[6,7]。BESS的储能容量有限，且随着时刻的推移其功能会衰减，导致功率下降和运营本钱添加。这促使研讨人员探究代替或互补的储能技术，其间氢（H2）作为一种极具远景的候选计划锋芒毕露[8]。氢储能——当经过运用可再生动力电解水制取时通常被称为“绿氢”——供给了一种可继续的长周期储能处理计划[9]。将剩下电力转化为氢气的进程涉及运用电解槽将水分解为氢气和氧气，贮存氢气，并在需要时经过燃料电池将其重新转化为电力[10]。氢气能够长时刻贮存能量的才能使其成为BESS的理想补充，特别是在阅历长时刻剩下能量的MG中。此外，氢储能有助于脱碳工作，由于它供给了一条创建无温室气体排放的清洁动力循环的途径。经过将BESS和氢储能都集成到MG中，能够树立一种混合储能方法，结合了快速响应和高...
在MGs中办理剩下能量的有用性取决于评价和优化储能体系使用才能的才能。正确评价储能功能关于保证可再生动力发生的剩下能量得到高效存储和使用而非被糟蹋至关重要[12]。在这种背景下，功能目标在引导决策者确认不同储能体系间能量的最优分配方面发挥着关键作用。为了应对这一挑战，文献[13]提出了Loss of Surplus Energy Rate（LSER）和Expected Loss of Surplus Energy（ELSE），作为衡量储能体系最小化糟蹋剩下能量才能的功能评价关键目标。LSER量化了因储能容量限制或功率低下而丢失的剩下能量百分比，供给了关于体系处理剩下能量全体功率的见解。另一方面，ELSE衡量的是由于体系束缚而无法存储或使用的剩下能量的期望体积，并根据不同运转状态的概率进行加权。这些目标至关重要，由于它们能够具体评价由BESS和氢储能组成的混合储能体系在不同条件下办理剩下能量的有用程度。经过剖析LSER和ELSE，体系运营商能够评价其储能体系的尺度和配置是否恰当，以最大化能量使用率并最小化“
表1总结了探究能量存储体系的各项研讨的奉献，要点阐述其方法论、评价目标和关键发现，以全面了解不同存储处理计划怎么应对剩下能量办理并增强高可再生动力浸透率下MG的稳定性。

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尽管储能技术取得了进步，但在有用办理剩下动力方面仍存在差距，以保证尽或许多地存储并高效使用所发生的能量，而不是将其糟蹋。大多数研讨要么侧重于本钱最小化，要么侧重于进步体系可靠性，但往往忽视了这些目标之间的平衡以及剩下动力的高效使用。此外，单一的储能处理计划（如BESS）或许缺乏以有用处理高可再生动力浸透率带来的剩下动力。氢储能体系尽管作为一种绿色且灵敏的处理计划展现出远景，但尚未与BESS充分整合到动态战略中以完成最佳功能。为了添补这一空白，本研讨在两个关键方面做出了奉献：1. 使用混合BESS-H2体系最小化LSER和ELSE目标：经过整合BESS和H2储能，咱们进步了体系捕获和使用剩下动力的才能，并最小化了LSER和ELSE目标。这种混合方法发挥了BESS和H2体系的优势，有用地使用了超越BESS容量的剩下动力。2. 提出动态控制战略：咱们引入了一种动态控制战略，由于其功率更高，该战略优先将能量存储在BESS中，然后使用剩下的能量经过电解发生氢气。