一种柔性电氢制储注一体站容量配置方法及系统.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CN114336605A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202111644893.XH02J15/00(2006.01)(22)申请日2021.12.29(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号申请人四川数字经济产业发展研究院(72)发明人曹晓宇孙寻航徐占伯吴江刘坤田赵明马冬来管晓宏(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人高博(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)H02J3/28(2006.01)H02J3/32(2006.01)H02J3/50(2006.01)权利要求书4页说明书14页附图4页(54)发明名称一种柔性电氢制储注一体站容量配置方法及系统(57)摘要本发明公开了一种柔性电氢制储注一体站容量配置方法及系统，获取柔性电氢制储注一体站容量配置的相关信息；基于获取的相关信息，利用K‑means算法聚类生成柔性电氢制储注一体站容量配置所需的典型运行场景集S；基于典型运行场景集S，在容量配置‑运行校验一体化框架下，以最小化水平年内总成本为目标，构建柔性电氢制储注一体站容量配置模型；求解柔性电氢制储注一体站容量配置模型，得到风力发电系统、光伏发电系统、电储能系统、电解槽、储氢罐和加氢机的最优容量配置方案，实现柔性电氢制储注一体站容量配置。本发明能够有效提高站内设备容量配置的经济性与灵活性。CN114336605ACN114336605A权利要求书1/4页1.一种柔性电氢制储注一体站容量配置方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取柔性电氢制储注一体站容量配置的相关信息；S2、基于步骤S1获取的相关信息，利用K‑means算法聚类生成柔性电氢制储注一体站容量配置所需的典型运行场景集S；S3、基于步骤S2获取的典型运行场景集S，在容量配置‑运行校验一体化框架下，以最小化水平年内总成本为目标，构建柔性电氢制储注一体站容量配置模型；S4、求解步骤S3构建的柔性电氢制储注一体站容量配置模型，得到风力发电系统、光伏发电系统、电储能系统、电解槽、储氢罐和加氢机的最优容量配置方案，实现柔性电氢制储注一体站的容量配置。2.根据权利要求1所述的柔性电氢制储注一体站容量配置方法，其特征在于，步骤S1中，柔性电氢制储注一体站容量配置的相关信息包括：设备参数：风力发电系统、光伏发电系统、电池储能系统、电解槽、储氢罐、加氢机的购置费用、年运维费用、运行寿命和运行参数；气象参数；拟选站址周边风和光资源的历史波动因子；负荷参数：拟选站址周边区域的历史氢加注负荷和类似站点的历史自用电负荷；经济参数：年化利率、拟选站址当地的分时电价以及新能源上网电价。3.根据权利要求1所述的柔性电氢制储注一体站容量配置方法，其特征在于，步骤S2中，典型运行场景集S中每个运行场景包含一天各时段的风、光资源波动因子以及需要满足的氢加注负荷、自用电负荷。4.根据权利要求1所述的柔性电氢制储注一体站容量配置方法，其特征在于，步骤S3中，以最小化水平年内总成本为目标的目标函数如下：minC＝CI+CO其中，C为水平年内总成本，CI为等年值投资成本，CO为年运行成本。5.根据权利要求4所述的柔性电氢制储注一体站容量配置方法，其特征在于，等年值投资成本CI和年运行成本CO分别为：其中，k为系统/设备的索引，K1＝{WT,PV,ELZ,HT},K2＝{BS},K3＝{HD}为备选系统/设备的集合，WT,PV,BS,ELZ,HT,HD分别表示风力发电系统、光伏发电系统、电池储能系统、电解槽、储氢罐和加氢机；ck为系统/设备k的单位投资成本，为电池储能系统的单位功率价格和能量价格；Xk为系统/设备k的配置容量，为电池储能系统的功率容量和蓄电容量；nk为加氢机的个数，γk为资金回收系数；πs为运行场景s的概率；λk为系统/设备k的年运维费用；t为运行时段的索引，T为每个运行场景的总运行时段数；GDs,t为运行场景s时段t所需满足的氢加注负荷；gds,t为运行场景s时段t得到满足的氢加注负荷；α为加注氢负2CN114336605A权利要求书2/4页荷的单位收益；ξ为可中断氢加注负荷补偿成本系数；分别表示运行场景s时段t从外部电网购置/向外部电网售卖的有功功率；分别表示时段t向外部电网购电/向外部电网售电的单位电价，采用分时电价机制；为时间转换因子，用于将运行成本由典型日时间尺度转换为年时间尺度；Δt为时间颗粒度。6.根据权利要求1所述的柔性电氢制储注一体站容量配置方法，其特征在于，步骤S3中，柔性电氢制储注一体站容量配置模型的约束条件具体为：投资约束，包括年投资成本约束和设备安装容量约束；运行约束，包括新能源发电系统运行约束、电池储能系统