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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115936265A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202310160616.4G06Q10/0631(2023.01)(22)申请日2023.02.24G06Q30/0202(2023.01)G06Q50/06(2012.01)(71)申请人华东交通大学G06N3/006(2023.01)地址330000江西省南昌市经济技术开发区双港东大街808号(72)发明人彭春华范国柱阙炜新孙惠娟(74)专利代理机构南昌丰择知识产权代理事务所(普通合伙)36137专利代理师吴称生(51)Int.Cl.G06Q10/04(2023.01)H02J3/00(2006.01)H02J3/28(2006.01)H02J15/00(2006.01)H02J3/38(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图1页(54)发明名称考虑电氢耦合的电氢能源系统鲁棒规划方法(57)摘要本发明涉及一种考虑电氢耦合的电氢能源系统鲁棒规划方法,考虑电氢能源相互转换建立电氢耦合模型,引入碳交易机制,构建阶梯碳交易成本计算模型,在考虑电氢耦合和阶梯碳交易的条件下建立电氢能源系统双层规划模型,采用多场景置信间隙决策理论与上层模型相结合,最终形成电氢能源系统置信间隙鲁棒规划模型,使用改进型基于淘汰锦标赛机制的烟花算法求解电氢能源系统置信间隙鲁棒规划模型。本发明可用于求不确定性条件下的电氢能源系统鲁棒规划设计和求解,克服了传统方法收敛速度慢、易早熟的缺点。CN115936265ACN115936265A权利要求书1/4页1.一种考虑电氢耦合的电氢能源系统鲁棒规划方法,其特征是,包括如下步骤:步骤一:考虑电氢能源相互转换建立电氢耦合模型;步骤二:引入碳交易机制,构建阶梯碳交易成本计算模型;步骤三:在考虑电氢耦合和阶梯碳交易机制的条件下建立电氢能源系统双层规划模型;步骤四:采用多场景置信间隙决策理论与上层模型相结合,并和下层模型共同构成电氢能源系统置信间隙鲁棒规划模型;步骤五:使用改进型基于淘汰锦标赛机制的烟花算法求解电氢能源系统置信间隙鲁棒规划模型。2.根据权利要求1所述的考虑电氢耦合的电氢能源系统鲁棒规划方法,其特征是,步骤一所述电氢耦合模型中,电氢耦合单元由氢燃料电池、碱性电解槽、储氢罐组成,表示如下:碱性电解槽的输出功率为:式中:为碱性电解槽的输出功率;为碱性电解槽的输入功率;为碱性电解槽效率;氢燃料电池为输出功率为:式中:为氢燃料电池的输出功率;为氢燃料电池的输入功率,为氢燃料电池效率;储氢罐数学模型表示为:式中:为t时刻储氢罐储存的能量;为t‑1时刻储氢罐储存的能量;为碱性电解槽输入到储氢罐的效率;为储氢罐输出到氢燃料电池的效率;为储氢罐的工作效率;碱性电解槽最大输入功率和氢燃料电池最大输出功率表示为:式中:为碱性电解槽最大输入功率;为氢燃料电池最大输出功率,为碱性电解槽的容量;为氢燃料电池的容量;为储氢罐储能容量上限;为储氢罐储能容量的下限;为储氢罐的容量,为时间步长。3.根据权利要求2所述的考虑电氢耦合的电氢能源系统鲁棒规划方法,其特征是,步骤二所述阶梯碳交易成本计算模型为:2CN115936265A权利要求书2/4页式中:为碳交易成本;为碳交易价格;为碳排放价格增长系数;为碳排放总量;为碳排放量超额区间;为碳排放配额。4.根据权利要求3所述的考虑电氢耦合的电氢能源系统鲁棒规划方法,其特征是,电氢能源系统双层规划模型包括上层模型和下层模型;上层模型的决策变量包括风电机组的容量、光伏机组的容量、蓄电池的容量;上层模型的目标函数为:式中:为场景总数;为场景的权重系数;为多场景规划的总成本;为场景下系统总成本;为场景下电氢能源系统中设备投资成本;为场景下电氢能源系统中碳交易成本;为场景下电氢能源系统中设备维护费用;为场景下电氢能源系统中购电成本;为场景下电氢能源系统中弃风弃光惩罚成本;下层模型的决策变量包括碱性电解槽的容量、氢燃料电池的容量、储氢罐的容量;下层模型的目标函数为:式中:为下层模型的目标函数值,为电氢能源系统中风电机组在t时刻的实际消纳量;为电氢能源系统中光伏机组在t时刻的实际消纳量;为风电机组在t时刻的发电量;为光伏机组在t时刻的发电量,T为总时间。5.根据权利要求4所述的考虑电氢耦合的电氢能源系统鲁棒规划方法,其特征是,采用多场景置信间隙决策理论与上层模型相结合构成的置信间隙鲁棒规划模型为:其中,为置信鲁棒度,为不确定变量置信水平,为场景下的不确定变量置信水平,为场景下的不确定变量不确定度,为场景目标显著性水平,ωs为场景的权3CN115936265A权利要求书3/4页重系数,为决策变量矩阵,为场景下t时段风电出力,为场景下t时段光伏出力,为场景下的确定性模型最优