基于综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113410855A(43)申请公布日2021.09.17(21)申请号202110962809.2(22)申请日2021.08.20(71)申请人杭州鸿晟电力设计咨询有限公司地址310000浙江省杭州市余杭区良渚街道古墩路1899号A1幢6楼630室(72)发明人洪建花明洪文骁余健优卢文强(74)专利代理机构杭州创智卓英知识产权代理事务所(普通合伙)33324代理人张超(51)Int.Cl.H02J3/28(2006.01)H02J3/38(2006.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称基于综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法(57)摘要本申请涉及涉及基于综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法，该方法包括：建立具有氢储能与氢供应链设备的电热氢综合能源系统模型，其中，电热氢综合能源系统模型包括电网、风电机组、直流母线、电解槽、储氢设备、氢燃料电池、氢源锅炉、电负荷和热负荷，直流母线与电网、风电机组、电负荷、电解槽及氢燃料电池连接，储氢设备与电解槽、氢燃料电池及氢源锅炉连接，热负荷与氢燃料电池及氢源锅炉连接；构建电热氢综合能源系统模型的目标函数和约束条件，并在目标函数和约束条件下供电和供热；在目标地区选取预设数量的用户对电热氢综合能源系统模型进行算例验证，并求解出最优配置结果。能够实现电热氢耦合系统的热电联产。CN113410855ACN113410855A权利要求书1/2页1.一种基于电热氢综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法，其特征在于，所述方法包括：建立具有氢储能与氢供应链设备的电热氢综合能源系统模型，其中，所述电热氢综合能源系统模型包括电网、风电机组、直流母线、电解槽、储氢设备、氢燃料电池、氢源锅炉、电负荷和热负荷，所述直流母线与所述电网、所述风电机组、所述电负荷、所述电解槽及所述氢燃料电池连接，所述储氢设备与所述电解槽、所述氢燃料电池及所述氢源锅炉连接，所述热负荷与所述氢燃料电池及所述氢源锅炉连接；构建所述电热氢综合能源系统模型的目标函数和约束条件，并在所述目标函数和所述约束条件下供电和供热；在目标地区选取预设数量的用户对所述电热氢综合能源系统模型进行算例验证，并求解出最优配置结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电负荷由所述电网、所述风电机组和所述氢燃料电池供电，且电负荷功率的公式如下：其中，为所述电网注入的功率，为所述风电机组的输出功率，为所述氢燃料电池的电输出功率，表示用于所述电解槽的功率分流系数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热负荷由所述氢燃料电池和所述氢源锅炉供热，且热负荷功率的公式如下：其中，表示所述氢燃料电池的热输出功率，表示所述氢源锅炉的输出功率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括电解槽约束，表达式如下：其中，为所述电解槽产生氢气的输出功率，为所述电网注入的功率，为所述风电机组的输出功率，为所述氢燃料电池的电输出功率，表示用于所述电解槽的功率分流系数，为所述电解槽的转换效率，为所述电解槽的额定功率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括氢燃料电池约束，表达式如下：其中，表示所述氢燃料电池的输入功率，表示所述储氢设备的输出功率，表示从所述储氢设备导出的氢气输出功率对所述氢燃料电池的分流系数，表示所述2CN113410855A权利要求书2/2页氢燃料电池的热输出功率，表示所述氢燃料电池的转换效率，表示所述氢燃料电池的额定功率。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括氢源锅炉约束，表达式如下：其中，表示所述氢源锅炉的输出功率，表示氢源锅炉的额定功率，表示所述氢源锅炉的转换效率。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括风电机组约束，表达式如下：其中，表示所述风电机组的额定功率。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括储氢设备约束，表达式如下：其中，表示所述储氢设备在第s天的第t小时的存储状态，表示所述储氢设备的充电效率，表示所述储氢设备的放电效率，表示所述储氢设备在第s天的第t小时的充电功率，表示所述储氢设备在第s天的第t小时的放电功率，表示时间差，表示所述储氢设备的自放能效率，和分别表示的上限和下限，表示氢储能系统在第s天的第t‑1小时内的存储状态，表示所述储氢设备的额定容量，表示所述储氢设备的额定输出功率，表示所述储氢设备的额定输入功率。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数表示为：其中，表示年度总成本，IC表示初始投资成本,OC表示年度运营成本，FC表示年度维护成本，表示年度价值系数