【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于儲氫系統，特別是涉及到儲氫系統參與電力系統功率分配的一種優化策略。
技術介紹
1、為應對環境問題，以風能、光伏發電為代表的新能源并網比例逐年升高，但其發電存在隨機性、間歇性和隨機性等特點，對電力系統的穩定運行帶來很大的困難。隨著儲能技術的發展，儲能成為彌補新能源大量并網帶來的缺陷的有效手段。氫儲能技術是一種通過電轉氫轉電技術來實現綠色、規模化、長期的儲能方法，它能夠有效解決可再生能源消納以及緩解峰谷差過大的問題。然而，在推廣儲氫應用過程中凸顯的如系統運維成本高和能量轉換效率低等問題，成為制約大規模儲氫系統發展的重要制約因素。
2、因此現有技術當中亟需要一種新型的技術方案來解決這一問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是：提供考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，在儲氫系統參與調峰的成本模型和收益模型進行分析、提升儲氫系統參與電網調峰積極性的基礎上，進一步研究儲氫單元優化控制策略，解決儲氫系統參與電網調峰經濟性差、儲氫系統內部單元運行效率低的問題。
2、考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，包括以下步驟，
3、步驟一、建立儲氫參與電網調峰系統，根據儲氫系統參與電網調峰的功率指令，進行儲氫系統內部儲能單元之間的調控；
4、步驟二、構建儲氫系統參與調峰經濟性模型和儲氫系統內部單元功率分配模型，及其約束條件；
5、步驟三、根據步驟二的模型和約束條件提出儲氫系統參與調峰和內部儲能單元功率
6、所述步驟一儲氫參與電網調峰系統滿足的能量平衡關系為：
7、pc,tδt＝pd,tδt
8、式中，pc,t,pd,t分別為t時刻儲氫系統的總充放電功率，
9、所述步驟一儲氫系統內部包括一個以上儲能單元，每個儲能單元均包括電解槽、儲氫罐以及燃料電池，且各儲能單元之間串聯。
10、所述步驟二儲氫系統參與調峰經濟性模型建立方法為：
11、系統的成本模型和收益模型進行分析，成本模型包括儲氫系統容量投資成本和運行維護成本，容量投資成本由電解槽容量成本和燃料電池成本構成：
12、ci＝cvelec+cvfced
13、式中：cvel,cvfc分別為電解槽和燃料電池的單位容量投資成本，ec,ed分別為電解槽和燃料電池的單位投資容量；
14、運行維護成本為：
15、
16、式中：cmel,cmfc分別為電解槽和燃料電池的單位運行維護成本；
17、收益模型包括出售剩余氫氣收益、環境收益、儲氫調峰套利收益；
18、在一個采樣周期結束后，通過售賣儲氫罐中剩余氫氣獲得的銷售收益為：
19、
20、式中：為h2的市場價格，為剩余氫氣的量；
21、環境收益為：
22、
23、式中：ie,t為t時刻環境收益，δmx,t為t時刻第x種污染物排放減少量，λx,t為t時段第x種污染排放物的環境價值，μk,t為第x種污染物在t時刻的懲罰數量級，m為污染物排放種類，γ為燃煤發電成本，β為新能源補貼，
24、儲氫系統參與電網調峰可以利用電網峰谷分時電價，其建立儲氫系統套利收益指標公式為：
25、
26、式中：ρt為峰谷電價，
27、以儲氫系統參與電網調峰經濟性最優構建目標函數為：
28、f1＝max(is+ie+ia-ci-cm)
29、所述步驟二儲氫系統內部單元功率分配模型的構建方法為：
30、各時段儲能單元充放電可接納功率進行計算，如下式，
31、
32、
33、式中：為第i個儲氫單元t時刻可接納充放電功率，sochmax,sochmin儲氫單元容量上下限，為t時刻第i個單元的容量狀態，為儲氫單元額定功率；
34、儲氫單元在執行功率指令后容量存儲狀態變化為：
35、
36、式中：為各時刻各單元分配的充放電功率,δt為采樣步長，ebn為儲氫單元額定容量；
37、儲氫系統在執行一個周期后總充放電功率為：
38、
39、
40、式中：為第i個單元的總充放電功率，t為運行周期；
41、不同工作溫度下儲氫單元充放電效率與功率擬合公式為：
42、
43、
44、式中：ηc,i，ηd,i分別為儲氫單元i對應的充電和放電效率，參數a-i為充放電擬合曲線對應參數；
45、儲氫系統有功功率損失為電池端口功率和內部功率的差值：
46、
47、式中:分別為第i個儲氫單元的充電和放電功率損耗，ηc,i，ηd,i分別為儲氫單元i對應的充電和放電效率；
48、根據大規模儲氫系統各儲氫單元模塊的功率-溫度-效率關系，得到系統總運行效率為：
49、
50、式中：ηhss,c,ηhss,d為儲氫系統總的充放電效率，ηc,i，ηd,i分別為儲氫單元i對應的充電和放電效率；
51、以各單元充放電效率最優為目標，結合功率-效率耦合關系，建立目標函數，以對各單元進行功率分配，
52、
53、式中：ηhss,i為第i個單元總充放電效率，為第i個單元各時刻充放電功率，其中ηh,i為第i個單元的充放電功率-效率擬合曲線，
54、所述步驟二的約束條件包括儲氫系統功率平衡約束，儲氫單元充放電功率約束，儲氫單元狀態約束以及儲氫系統容量約束。
55、所述儲氫系統功率平衡約束為：
56、
57、式中：pc,t,pd,t為各時刻儲氫系統充放電功率，βi是0-1變量，當βi＝1時，表示第i個儲氫單元工作；
58、儲氫單元充放電功率約束為：
59、
60、式中：為儲氫單元充電功率上限值，為儲氫單元放電功率上下限值；
61、儲氫單元狀態約束為：
62、sochi,max＜sochi＜sochi,min
63、儲氫系統容量約束為：
64、
65、式中：ec，ed為儲氫系統充電和放電容量，erating為儲氫系統額定容量。
66、所述步驟三的儲氫系統參與調峰控制策略為：
67、在充放電過程中，將pl設置為等效負荷的最小值，將ph設置為等效負荷的峰值，以功率δp為步長分別向上、向下迭代做填谷、削峰功率線，該過程滿足以下條件：
68、
69、
70、p2∈[pmin,pl]
71、p1∈[ph,pmax]
72、式中：p1為負荷高峰時間段內的負荷，p2為負荷低谷時間段內的負荷，ec為儲氫系統總的充電能量，ed為儲氫系統總的放本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：包括以下步驟，
2.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟一儲氫參與電網調峰系統滿足的能量平衡關系為：
3.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟一儲氫系統內部包括一個以上儲能單元，每個儲能單元均包括電解槽、儲氫罐以及燃料電池，且各儲能單元之間串聯。
4.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟二儲氫系統參與調峰經濟性模型建立方法為：
5.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟二儲氫系統內部單元功率分配模型的構建方法為：
6.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟二的約束條件包括儲氫系統功率平衡約束，儲氫單元充放電功率約束，儲氫單元狀態約束以及儲氫系統容量約束。
7.根據權利要求6所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化
8.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟三的儲氫系統參與調峰控制策略為：
9.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟三的內部儲能單元功率優化分配策略為：
10.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟三控制策略評價指標為：
...【技術特征摘要】
1.考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：包括以下步驟，
2.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟一儲氫參與電網調峰系統滿足的能量平衡關系為：
3.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟一儲氫系統內部包括一個以上儲能單元，每個儲能單元均包括電解槽、儲氫罐以及燃料電池，且各儲能單元之間串聯。
4.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟二儲氫系統參與調峰經濟性模型建立方法為：
5.根據權利要求1所述的考慮調峰經濟與功效關系的儲氫系統功率優化方法，其特征是：所述步驟二儲氫系統內部單元功率分配模型的構建方法為：
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭琦，閆軍，李軍徽，王兆偉，郝乾鵬，李強，李翠萍，朱星旭，韓東，張敏昊，李帆，仁杰，王靜波，劉耀文，戴瑋，
申請(專利權)人：內蒙古電力集團有限責任公司電力調度控制分公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。