摘要
大力发展并高效利用清洁能源，逐渐增加电力系统中可再生能源发电比重，是解
决能源危机和实现可持续发展的有效途径。但风光等新能源固有的波动性和不确定性
对电力系统的影响，导致可再生能源完全消纳变得十分困难，也对电力系统电能质量
以及系统安全稳定运行等方面带来了诸多挑战。含制氢装置的微电网系统是减少对化
石能源依赖和缓解弃风、弃光的重要手段，通过制定高效的能源调度策略和合理安排
系统机组出力，提高对系统能量调节能力和可再生能源利用率，保障系统可靠运行。
首先，风力发电机组、光伏发电阵列、储能电池装置以及质子交换膜电解槽制氢
设备，通过变换器与直流母线连接，建立离网型微网系统整体结构。电解制氢设备以
消纳系统剩余能量为主，并通过与储能电池装置之间的合理配合，实现系统电能平衡。
其次，为解决风光储制氢直流微网系统运行的复杂难题，降低风光分布式能源波
动性对微网系统稳定运行的影响。在建立系统各单元的数学模型的基础上，通过分析
质子交换膜电解槽的基本工作特性，提出了一种质子交换膜电解槽功率分级调度策
略。以制氢装置消纳电能后，系统富余或不足总功率与可再生能源发电总功率的比值
作为调度目标函数，最后建立系统日前调度模型。通过Sobol序列初始化和莱维飞行
方式改进的黏菌算法，求解并得到日前储能电池装置和电解制氢设备运行的最优调度
计划。
随后，针对功率预测误差导致机组调度计划与实际运行计划，易产生较大偏差问
题，以及储能电池为应对系统随机功率波动，导致频繁切换充放电状态这一现象，提
出了一种基于储能分组的日内滚动优化策略，并建立考虑功率预测误差的日内滚动优
化调度目标函数。使用Sobol序列初始化、布朗运动以及非线性扰动权重方式再次改
进的黏菌算法，以满足算法求解日内实时调度的性能需求。降低了预测误差对系统稳
定运行的影响，减少了储能电池在充放电状态间的切换次数，提高了算法求解效率。
最后，为实现对微网系统的监控和管理，研发了具有微网实时监测与控制、电能
调度优化、发用电量预测、系统信息查询以及微网信息同步展示功能的微网能量管理
平台。
关键词：可再生能源制氢；离网型微网；能量优化；调度策略；黏菌算法
I
II
ABSTRACT
Itisaneffectivewaytosolvetheenergycrisisandachievesustainabledevelopmentto
vigorouslydevelopandefficientlyusecleanenergyandgraduallyincreasetheproportion
ofrenewableenergypowergenerationinthepowersystem.However,theinherent
volatilityanduncertaintyofrenewableenergysuchaswindandsolarenergy,itis
exceedinglydifficulttocompletelyconsumerenewableenergy,anditalsobringsmany
challengestothepowerqualityofthepowersystemandthesafestableoperationofthe
system.Themicrogridsystemincludinghydrogenproductiondeviceisanimportantmeans
toreducethedependenceonfossilenergyandalleviatetheabandonmentofwindandsolar
energy.Byformulatingefficientenergyschedulingstrategiesa