一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法.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CN114142466A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111448412.8G06Q10/06(2012.01)(22)申请日2021.11.30G06Q50/06(2012.01)(71)申请人国网安徽省电力有限公司地址230061安徽省合肥市黄山路9号(72)发明人叶海峰汤伟王正风李智李顺(74)专利代理机构南京业腾知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32321代理人徐莉娟(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)H02J3/48(2006.01)H02J3/50(2006.01)H02J3/28(2006.01)H02J15/00(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图3页(54)发明名称一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法(57)摘要本发明公开了一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法，包括基于电网的历史数据对长短期记忆人工神经网络模型进行训练，获取分布式新能源的时序出力预测数据；构建电解槽的输入输出数学模型，消纳多余的新能源出力用以生产氢气；构建面向新能源消纳的优化调度目标函数：minOF＝S1+S2+…+Sn‑Sm，其中，S1S2…Sn为各种成本，Sm为收入；考虑电网的正常运行状态以及紧急事件发生后的运行状态，构建面向新能源消纳的优化调度约束条件；综合目标函数与约束条件，评估新能源的消纳值，获取新能源消纳水平，在新能源消纳优化计算的约束条件中计入了电解槽的数学模型以及储氢装置的数学模型，通过绿色氢能的合理利用实现了新能源消纳能力的提升。CN114142466ACN114142466A权利要求书1/4页1.一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、基于电网的历史数据对长短期记忆人工神经网络模型进行训练，获取分布式新能源的时序出力预测数据；S2、构建电解槽的输入输出数学模型，消纳多余的新能源出力用以生产氢气；S3、构建面向新能源消纳的优化调度目标函数：minOF＝S1+S2+…+Sn‑Sm，其中，S1S2…Sn为各种成本，Sm为收入；S4、考虑电网的正常运行状态以及紧急事件发生后的运行状态，构建面向新能源消纳的优化调度约束条件；S5、综合目标函数与约束条件，评估新能源的消纳值，获取新能源消纳水平。2.根据权利要求1所述的一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法，其特征在于：所述电网的历史数据包括网架结构数据、新能源出力历史数据以及负荷需求数据。3.根据权利要求1所述的一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法，其特征在于：长短期记忆人工神经网络模型的预测方法为：It＝σ(WxIxt+WhIht‑1+WcIct‑1+bI)；ft＝σ(Wxfxt+Whfht‑1+Wcfct‑1+bf)；ct＝ftct‑1+Ittanh(Wxcxt+Whcht‑1+bc)；ot＝σ(Wxoxt+Whoht‑1+Wcoct‑1+bo)；ht＝ottanh(ct)；其中，xt为t时刻的输入变量；ht为t时刻的输出变量；σ为sigmod函数；W和b分别为权重矩阵和偏置向量；It为输入门的输出；ft为遗忘门的输出；ct为记忆细胞的状态；ot为输出门的输出。4.根据权利要求1所述的一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法，其特征在于：在步骤S2中，采用PEM电解槽作为电转氢装置，其氢气产量表示为耗电量的函数：H＝ζE(PH)×PH，其中，H为氢气产量；PH为电解槽的消耗的有功功率；ζe()为一体现转换效率与电解槽耗电量关系的非线性函数；其中，分别为运行效率的最大值和最小值；PHmax、PHmin分别表示电解槽消耗的有功功率的最大值与最小值。5.根据权利要求1所述的一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法，其特征在于：在步骤S3中，成本包括运行费用和弃风弃光惩罚成本，收入包括向氢能用户提供氢气的收入。6.根据权利要求5所述的一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法，其特征在于：运行费用包括：常规火电机组的运行费用：2CN114142466A权利要求书2/4页新能源发电机组的运行费用：电转氢及储氢装置组合的运行费用：其中，分别为火电机组所在节点集合、新能源发电机组所在节点集合以及电转氢装置所在节点集合；PGb,t、PHb,t分别为t时刻节点b的火电机组有功出力以及电转氢装置的有功需求，代表了新能源的消纳值，a0,b、a1,b、a2,b分别为火电机组的运行成本系数；为新能源发电机组的运行成本系数；β0,b、β1,b为电转氢及储氢装置组合的运行成本系数。7.根据权利要求5所述的一种计及灵活性储氢的电网新能源消纳能力评估方法，其特征在于：风弃光惩罚成本为：其中，