【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及風光新能源，特別涉及一種電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法、系統(tǒng)及電子設備。
技術介紹
1、氫能作為一種極具發(fā)展前景且應用廣泛的綠色二次能源，在能源轉型發(fā)展中作用顯著。但新能源制氫系統(tǒng)與傳統(tǒng)電網不同，新能源制氫系統(tǒng)受到大量不確定性因素的干擾，例如，新能源出力的不確定性、間歇性和負荷的波動性會給系統(tǒng)的優(yōu)化調度帶來困難，源、荷預測功率與實際功率的誤差會使系統(tǒng)新能源消納率變低、經濟性變差，充分發(fā)揮綜合需求響應的作用，提高能源利用率、減少系統(tǒng)運行成本至關重要。
2、現(xiàn)有電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度大多針以電網優(yōu)化調度為主要目標，未考慮到系統(tǒng)中多個設備之間的相互作用，以及新能源的隨機性、波動對制氫設備的影響，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性較低。
技術實現(xiàn)思路
1、本申請實施方式的目的是提供一種電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法、系統(tǒng)及電子設備，以解決電氫耦合系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性較低的問題。
2、為解決上述技術問題，本說明書第一方面提供了一種電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，包括：
3、獲取電氫耦合系統(tǒng)的系統(tǒng)結構；
4、基于所述系統(tǒng)結構中儲能設備、發(fā)電機組、制氫設備以及電網之間的耦合關系，構建包括成本函數(shù)和約束條件的第一調度模型；所述約束條件至少包括不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束、儲能設備約束、電網能量交互約束、發(fā)電機組運行約束；
5、獲取電氫耦合系統(tǒng)的日前發(fā)電機組出力數(shù)據(jù)以及負荷需求數(shù)據(jù)，并基于所述日前發(fā)電機組出力數(shù)據(jù)和負荷需求數(shù)據(jù)對所述第一調度模
6、基于所述第一調度策略對所述電氫耦合系統(tǒng)進行日前優(yōu)化調度。
7、在本說明書的一些實施例中，所述多個制氫設備包括第一制氫設備和第二制氫設備，其中第一制氫設備電解制氫時消耗電量大于第二制氫設備電解制氫時消耗電量；
8、不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束通過以下方式確定：
9、制氫設備的電解功率小于等于發(fā)電機組的發(fā)電功率時，基于第一制氫設備在當前時刻的最高制氫功率、第二制氫設備在當前時刻的最低制氫功率以及當前制氫設備的電解功率，確定第一制氫設備和第二制氫設備的制氫約束條件；
10、制氫設備的電解功率大于發(fā)電機組的發(fā)電功率時，基于第一制氫設備在當前時刻的最低制氫功率、第二制氫設備在當前時刻的最高制氫功率以及當前制氫設備的電解功率，確定第一制氫設備和第二制氫設備的制氫約束條件。
11、在本說明書的一些實施例中，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束包括：制氫設備的電解功率小于等于發(fā)電機組的發(fā)電功率時多個制氫設備之間的第一運行約束，以及制氫設備的電解功率大于發(fā)電機組的發(fā)電功率時多個制氫設備之間的第二運行約束；
12、所述第一運行約束通過以下公式表示：
13、；
14、；
15、其中，phyd(t)表示制氫設備的電解功率，palk(t)和palk(t-1)分別表示第一制氫設備中的alk電解槽在t時刻和t-1時刻的電解功率，ppem(t)和ppem(t-1)分別表示第二制氫設備中的pem電解槽在t時刻和t-1時刻的電解功率，palk,max(t)表示alk電解槽在t時刻能夠承受的最高制氫功率，ppem,min(t)表示pem電解槽在t時刻能夠承受的最低制氫功率，δpalkmax和δppemmax分別表示alk電解槽和pem電解槽的最大爬坡功率，palkn和ppemn分別表示alk電解槽和pem電解槽的功率，a表示常數(shù)系數(shù)；
16、所述第二運行約束通過以下公式表示：
17、；
18、其中，palk,min(t)表示alk電解槽在t時刻能夠承受的最低制氫功率，ppem,max(t)表示pem電解槽在t時刻能夠承受的最高制氫功率，b、c表示常數(shù)系數(shù)。
19、在本說明書的一些實施例中，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束還包括制氫設備特性約束，所述制氫設備特性約束通過以下公式表示：
20、；
21、其中，palkmin和palkmax表示alk電解槽的制氫功率的下限和上限，p?pemmin和p?pemmax分別表示pem電解槽的制氫功率的下限和上限，palk(t)和palk(t-1)表示t時刻和t-1時刻alk電解槽的制氫功率，ppem(t)和ppem(t-1)表示t時刻和t-1時刻pem電解槽的制氫功率。
22、在本說明書的一些實施例中，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束包括制氫設備容量配置約束，所述制氫設備容量配置約束通過以下公式表示：
23、；
24、其中，palm(t)和ppem(t)分別表示t時刻alk電解槽和pem電解槽的制氫功率。
25、在本說明書的一些實施例中，成本函數(shù)通過以下公式表示：
26、；
27、；
28、其中，f表示電氫耦合系統(tǒng)的經濟成本，wgrid(t)表示電氫耦合系統(tǒng)購電制氫成本或并網售電收益，wsell(t)表示售氫收益，wbatt(t)表示儲能電池運維成本，wdg(t)表示發(fā)電機組運維成本，wap(t)表示制氫設備運維成本，wq(t)表示制氫設備熱量損耗成本；
29、sgrid(t)表示t時刻電氫耦合系統(tǒng)與電網的能量交互量，jprice1(t)表示t時刻的電價，jprice2(t)表示t時刻的氫氣價格，uh2(t)表示t時刻售賣的氫氣量，zdep1(t)表示t時刻儲能電池的運維系數(shù)，ubatt(t)和ubatt分別表示t時刻儲能電池的剩余容量和儲能電池的總容量，zdep2(t)表示光伏發(fā)電機組的運維系數(shù)，upv(t)表示t時刻的光伏發(fā)電量，zdep3(t)表示t時刻風電發(fā)電機組的運維系數(shù)，uwind(t)表示t時刻風電發(fā)電量，zdep4(t)表示t時刻alk電解槽的運維系數(shù)，ualk(t)表示t時刻alk電解槽的制氫量，zdep5(t)表示t時刻pem電解槽的運維系數(shù)，upem(t)表示t時刻pem電解槽的制氫量，zdep6(t)表示t時刻的熱量損耗系數(shù)，q(t)表示t時刻制氫設備的熱量損耗，palk和ppem分別表示t時刻alk電解槽和pem電解槽的制氫功率。
30、在本說明書的一些實施例中，儲能設備約束包括儲能電池的運行狀態(tài)約束和儲氫設備的運行狀態(tài)約束；
31、所述儲能電池的運行狀態(tài)約束通過以下公式表示：
32、；
33、其中，socmin和socmin分別表示儲能電池的荷電狀態(tài)的下限和上限，soc?(t)表示t時刻儲能電池的荷電量；
34、所述儲氫設備的運行狀態(tài)約束通過以下公式表示：
35、；
36、其中，shsmin和shsmin分別表示儲氫設備的儲氫狀態(tài)的下限和上限，shs(t)表示t時刻儲氫設備的儲氫量。
37、在本說明書的一些實施例中，所述約束條件還包本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，所述多個制氫設備包括第一制氫設備和第二制氫設備，其中第一制氫設備電解制氫時消耗電量大于第二制氫設備電解制氫時消耗電量；
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束包括：制氫設備的電解功率小于等于發(fā)電機組的發(fā)電功率時多個制氫設備之間的第一運行約束，以及制氫設備的電解功率大于發(fā)電機組的發(fā)電功率時多個制氫設備之間的第二運行約束；
4.根據(jù)權利要求3所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束還包括制氫設備特性約束，所述制氫設備特性約束通過以下公式表示：
5.根據(jù)權利要求1或2所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束包括制氫設備容量配置約束，所述制氫設備容量配置約束通過以下公式表示：
6.根據(jù)權利要求1所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，成本函
7.根據(jù)權利要求1所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，儲能設備約束包括儲能電池的運行狀態(tài)約束和儲氫設備的運行狀態(tài)約束；
8.根據(jù)權利要求1所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，所述約束條件還包括功率分配約束，所述功率分配約束用于對發(fā)電機組輸出功率與制氫設備、電網、儲能設備之間的功率進行約束，所述功率分配約束通過以下公式表示：
9.根據(jù)權利要求1所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，在對所述第一調度模型進行優(yōu)化求解，得到所述電氫耦合系統(tǒng)的第一調度策略之后，還包括：
10.根據(jù)權利要求9所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，所述功率波動函數(shù)通過以下公式表示：
11.一種電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度系統(tǒng)，其特征在于，包括：
12.一種電子設備，其特征在于，包括：
13.一種計算機存儲介質，其特征在于，所述計算機存儲介質存儲有計算機程序指令，所述計算機程序指令被執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1至10任一項所述方法的步驟。
14.一種計算機程序產品，其特征在于，包含有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1至10中任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，所述多個制氫設備包括第一制氫設備和第二制氫設備，其中第一制氫設備電解制氫時消耗電量大于第二制氫設備電解制氫時消耗電量；
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束包括：制氫設備的電解功率小于等于發(fā)電機組的發(fā)電功率時多個制氫設備之間的第一運行約束，以及制氫設備的電解功率大于發(fā)電機組的發(fā)電功率時多個制氫設備之間的第二運行約束；
4.根據(jù)權利要求3所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束還包括制氫設備特性約束，所述制氫設備特性約束通過以下公式表示：
5.根據(jù)權利要求1或2所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，不同工作條件下的多個制氫設備之間的運行約束包括制氫設備容量配置約束，所述制氫設備容量配置約束通過以下公式表示：
6.根據(jù)權利要求1所述的電氫耦合系統(tǒng)的優(yōu)化調度方法，其特征在于，成本函數(shù)通過以下公式表示：
7.根據(jù)權利要...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉峻，李偉，王光春，韓文杰，劉曉杰，雷鎮(zhèn)源，王濤，楊立，
申請(專利權)人：中電建新能源集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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