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( 上网电价或交易电价) 。
      2) 氢燃料电池模型。
      氢燃料电池典型的物理模型[31] 可表示为

                                                   PFC                 =  QFC·H2 VFC Fz                                                             ( 36)
                                                                               NFC

式中: PFC表示氢燃料电池的输出电功率; QFC·H2 表示氢燃料电池的氢气消耗量; V FC表示氢燃

料电池的电堆电压; NFC表示氢燃料电池的单体串联个数; F 表示 Faraday 常数; z 表示每次反应

电子转移数。 同时, 氢燃料电池的经济性模型可概括为

                                        CFC     =  Cinv                +  Cins    +   Cope       +  C   H                                           ( 37)
                                                      FC                     FC          FC             FC

                                                                    BFC     =  E  H   p  H                                                          ( 38)
                                                                                  FC     t

式中:  C FC 表示氢燃料电池的成本项,                       包含氢燃料电池的初始投资成本                                                              Cinv   ,  安装成本  C  ins  ,  运维
                                                                                                                            FC              FC

成本  Cope   以及耗氢成本  C   H   ;     B FC 表示氢燃料电池的收益项,                                                  需要注意的是,                        燃料电池出力较少上
       FC              FC

网, 一般是用于自用, 因此燃料电池的收益来源于因此减少的购电成本, 即等于燃料电池的出

力电量  E     H   乘以电力价格  p   H  。
           FC              t

2 2 2  电-气耦合设备单元建模

    电制氢系统主要包含电解槽和储氢罐两部分[32] 。 其中, 电解槽的典型物理模型可表示为

                   QCL·H2        =  a1  exp  ?  a2  +                  a3 TCL     +   a4 + a5 TCL ?              ×    NCL PCL                       ( 39)
                                             ?   I                     Acell                                  ÷       UCL zF
                                             è      CL              /                (   ICL  /  Acell  )  2  ?

式中: QCL·H2表示电解槽的制氢产量; ai( i = 1, 2, …, 5) 表示 Faraday 效率相对系数; TCL 表示

电解槽的工作温度; ICL表示电解槽电流; Acell 表示电池面积; NCL 表示电解槽串联电池个数; PCL

表示电解槽输出功率; UCL表示电解槽电压; F 表示 Faraday 常数; z 表示每次反应电子转移数。

储氢罐的典型物理模型为

                              VST( t0 + Δt) =                       ∫t 0 + Δt  Qs (ST·H2 x) dx + VST( t0 )                                          ( 40)
                                                                  t0

式中: VST( t0 +Δt) 表示 t0 +Δt 时刻的有效储氢容量; VST( t0 ) 表示 t0 时刻的有效储氢容量; QsST·H2

表示氢气产量。

    电制氢系统的经济性模型可概括为

                       C = C + C + C + C + Cinv ope inv ope CL                                                                                      ( 41)
                          EH2 EH2·CL EH2·CL EH2·ST EH2·ST EH2                                                                                       ( 42)
                                            BEH2 = Q pCL·H2 H2

式中:  C EH2 表示电制氢 系 统 的 成 本 项,                   包含电解槽和储气罐的初始投资成本                                                                   C 与inv     C ,inv
                                                                                                                                      EH2·CL     EH2·ST

电解槽和储气罐的运维成本                  C 和ope         C ,ope                            以及电解成本                         C  CL   ;  BEH2 表示电制氢系统的收益
                                 EH2·CL         EH2·ST                                                           EH2

项; QCL·H2表示电解槽的制氢产量; pH2表示氢气价格。

2 2 3  电-热耦合设备单元建模

    1) 电热锅炉模型。

    电热锅炉是典型的电-热耦合设备单元[33] 。 分布式电源联合电热锅炉物理模型[11] 为

                                    QEHB( t) = ηEHB(1 - μLoss ) PEHB( t)                                                                            ( 43)

式中: QEHB( t) 表示电热锅炉时段 t 的供给热量; PEHB( t) 表示电热锅炉时段 t 的耗电功率; ηEHB表

示电热转换效率; μLoss表示时段 t 的热损失。 同时, 电热锅炉的经济性模型可概括为

                                        C EHB      =                Cinv       +  Cope      +    CE                                                 ( 44)
                                                                       EHB           EHB            EHB

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