本书旨在通过汇集农村电氢耦合微电网领域的理论研究、技术路径与实践案例,帮助读者系统理解这一技术体系在农村能源转型中的应用逻辑、实施路径及其多元价值。本书共设五章,依次围绕研究背景及意义、农村能源供需格局发展研究、农村分布式电源制氢发展路径研究、农村电氢耦合微电网场景规划模型、考虑电氢耦合的农村微电网典型场景实证分析等核心内容展开,涵盖氢能关键技术适配、差异化场景设计、系统优化调度等重点方向。期望本书能够为电力、能源领域的规划设计人员、技术研发从业者、项目运营管理者提供实操性参考,也为乡村振兴与双碳目标相关的政策制定者、研究学者提供理论与实践层面的支撑,同时助力相关专业学习者深化对农村新型能源体系的认知。
王世谦,国网河南省电力公司经济技术经研院总工程师。长期从事能源电力战略及规划研究工作,先后主持或参与完成国家电网公司及省公司科技项目10余项。牵头攻关特高压交直流多馈入下的受端电网规划、新能源与电网中长期协同发展关键技术,摘获国网公司科技进步一等奖。建成兰考全国农村能源互联网示范样板,荣获省部级二等奖2项。主持建成国内首家省级能源大数据中心,成功入选河南省大数据产业发展示范。牵头数据价值挖掘、流通安全等课题20余项,获省部级领导批示12项、发布技术标准8项、出版论著3部。
目录
前言
1 研究背景及意义 01
1.1 研究背景 02
1.1.1 氢能发展形式 02
1.1.2 农村微电网发展形式 05
1.2 研究意义 09
2 农村能源供需格局发展研究 13
2.1 农村能源消费发展情况 14
2.1.1 农村生活用能情况 16
2.1.2 农村生产用能情况 32
2.1.3 农村能源发展现存问题及转型需求 36
2.2 农村能源供需格局发展研究 38
2.2.1 农村供给端能源发展潜力评估模型 38
2.2.2 农村需求端负荷消费结构分析模型 44
2.2.3 农村供需端发展趋势分析 48
2.3 农村能源差异化发展场景研究 49
2.3.1 基于地理位置的农村能源供需差异化发展场景 49
2.3.2 基于经济发展的农村能源供需差异化发展场景 54
2.3.3 基于资源禀赋的农村能源供需差异化发展场景 57
2.3.4 基于产业结构的农村能源供需差异化发展场景62
2.4 本章小结66
3 农村分布式电源制氢发展路径研究67
3.1 电氢耦合关键技术研究现状68
3.1.1 电制氢技术68
3.1.2 氢转电技术73
3.1.3 储氢技术76
3.2 农村分布式制氢的适用性和经济性分析81
3.2.1 农村地区电网与能源特点及现存问题81
3.2.2 农村分布式制氢的适用性82
3.2.3 农村分布式制氢的经济性83
3.3 考虑电氢耦合的农村微电网应用场景分析88
3.3.1 农村加氢站88
3.3.2 氢—氨混合储能92
3.3.3 氢农业97
3.4 本章小结100
4 农村电氢耦合微电网场景规划模型101
4.1 农村电氢耦合微电网典型场景选取102
4.1.1 农村电氢耦合微电网氢产品应用典型场景102
4.1.2 农村电氢耦合微电网风光荷典型日曲线选取方法102
4.2 农村电氢耦合微电网规划模型105
4.2.1 电氢耦合微电网系统建模105
4.2.2 系统约束条件107
4.3 农村电氢耦合微电网的规划指标109
4.3.1 平准化度电成本109
4.3.2 其他评价指标 111
4.4 本章小结 111
5 考虑电氢耦合的农村微电网典型场景实证分析 113
5.1 农村微电网规划的边界条件 114
5.1.1 目标函数 115
5.1.2 约束条件 116
5.1.3 运行参数及典型日曲线 120
5.2 不同季节场景下的农村微电网规划运行情况分析 123
5.3 不同储能选型下的农村微电网规划运行情况分析 125
5.4 不同发展阶段下的农村微电网规划运行情况分析 130
5.5 本章小结 134
参考文献 135