提高电热氢多能耦合系统新能源消纳率的优化运行方法.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CN113868842A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111074614.0(51)Int.Cl.(22)申请日2021.09.14G06F30/20(2020.01)G06F111/04(2020.01)(71)申请人国网辽宁省电力有限公司G06F113/06(2020.01)地址110006辽宁省沈阳市和平区宁波路G06F119/06(2020.01)18号G06F119/08(2020.01)申请人国网辽宁省电力有限公司电力科学G06F113/04(2020.01)研究院(72)发明人韩子娇葛延峰高凯苏安龙董鹤楠朱钰郝建成孙峰李胜辉王印王亮刘凯那广宇李峰王优胤李平程绪可张冠锋白雪金英(74)专利代理机构沈阳铭扬联创知识产权代理事务所(普通合伙)21241代理人屈芳权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称提高电热氢多能耦合系统新能源消纳率的优化运行方法(57)摘要本发明涉及电热氢等领域，具体涉及一种提高电热氢多能耦合系统新能源消纳率的优化运行方法，包括：以运行成本最小建立包括CHP机组和储热机组运行成本、弃风惩罚成本以及氢气所得利润的目标函数；建立包括电功率平衡方程、热功率平衡方程以及各个设备自身约束条件，所述各个设备包括：CHP机组、储热机组以及HP机组；根据约束条件，求解目标函数，得到最优运行参数。解决风电出力不确定性问题。本发明提出的电热氢多能耦合优化模型计算结果表明风电弃风、碳排放量有了显著的降低。CN113868842ACN113868842A权利要求书1/3页1.一种提高电热氢多能耦合系统新能源消纳率的优化运行方法，其特征在于，该方法包括：以运行成本最小建立包括CHP机组和储热机组运行成本、弃风惩罚成本以及氢气所得利润的目标函数；建立包括电功率平衡方程、热功率平衡方程以及各个设备自身约束条件，所述各个设备包括：CHP机组、储热机组以及HP机组；根据约束条件，求解目标函数，得到最优运行参数。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数为：minf＝F1+F2‑F3式中：F1为CHP机组和储热机组运行成本，F2为弃风惩罚成本，F3为氢气所得利润。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，CHP机组和储热机组运行成本：式中：ai,bi,ci为含储热热电联产机组的运行成本系数，pCHP,t,hCHP,t表示第i台含储热热电联产机组第t时刻的电出力、热出力，hhs,t储热装置的储、放热功率。4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述弃风惩罚成本：式中：λpel单位弃风惩罚成本,时刻弃风功率。5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，氢气所得利润：式中：单位质量氢气出售价格，为t时刻电解槽生产的氢气，单位：体积。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，CHP机组的约束条件如下：0≤hCHP,t≤hCHP,MAXpCHP,MIN≤pCHP,t≤pCHP,MAXhCHP＝λCHPpCHPhCHP,MAX为热电机组热出力上限，pCHP,MAX为热电机组电出力上限，pCHP,MIN为热电机组电出力下限，λCHP为热出力和电出力的比值；热泵机组模型的约束条件：0≤pHP,t≤pHP,MAXhHP＝COPpHP其中pHP,t代表t时刻热泵机组的耗电功率，pHP,MAX为热泵机组容量上限，COP为热泵机组热出力与电出力之间的比值。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，储热机组的约束条件如下：Rhs,t‑Rhs,t‑1‑hloss,t＝hhs,thloss,t＝ηhsRhs,t‑12CN113868842A权利要求书2/3页Rhs,MIN≤Rhs,t≤Rhs,MAXhhs,MIN≤hhs,t≤hhs,MAX式中：Rhs,tt时刻储热装置的储热量，hloss,tt时刻储热装置的热损失，hhs,tt时刻储热装置的储、放热功率，ηhs为损失因子，Rhs,MIN、Rhs,MAX储热装置容量约束，hhs,MIN、hhs,MAX储热装置的储、放热功率约束。8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电功率平衡方程以及热功率平衡方程为：1)电功率平衡方程如下：pCHP,t+pwind,t＝pload,t+pHP,t+pelc,t式中：pload,t为电负荷,pwind,tt时刻风机实际出力，pelct,t为电解槽耗电功率；2)热功率平衡方程如下：hCHP,t+hHP,t＝hload,t+hhs,t式中：hload,t为t时刻热负荷。9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢气所得利润通过电解槽制氢，所述电解槽模型为：式中：Urev为可逆电池电压，ΔG为吉布斯能量的变化量，z为每次电解转移的电子数，F为法拉第常数；式中