一种考虑季节储氢的电氢综合能源系统及其鲁棒规划方法.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CN111144620A(43)申请公布日2020.05.12(21)申请号201911238483.8(22)申请日2019.12.06(71)申请人东南大学地址211102江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人顾伟潘光胜陆于平邱海峰陆帅姚帅(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人徐红梅(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书5页说明书11页附图1页(54)发明名称一种考虑季节储氢的电氢综合能源系统及其鲁棒规划方法(57)摘要本发明公开了一种考虑季节储氢的电氢综合能源系统及其鲁棒规划方法，包括建立跨季节氢存储模型，该模型根据不同季节的可再生能源出力与多能需求的不同，实现跨季互补。其次，对燃气轮机、风机、光伏、储能设备等进行建模，从而构成含电、热、冷和氢等多能需求的电氢综合能源系统。该考虑可再生能源出力不确定性的三层min-max-min鲁棒规划模型，由于内层采用0-1变量来表征跨季存储充放状态，因此该模型需采用N-C&CG算法进行求解。结果表明，本方法有效提升电氢综合能源系统的可再生能源渗透水平，并提升系统经济性。CN111144620ACN111144620A权利要求书1/5页1.一种考虑季节储氢的电氢综合能源系统，其特征在于，包括风机、光伏、电解槽、燃气轮机、电锅炉、蓄电池、蓄热槽、储氢罐、跨季氢存储设备、吸收式制冷机和换热器，其中，风机与光伏产生电能，电解槽将电能转化为氢能，燃气轮机通过消耗燃气来生成电能与热能，电锅炉将电能转化为热能，吸收式制冷机将热能转化为冷能；剩余电、热和氢能分别采用蓄电池、蓄热槽和储氢罐进行存储。2.一种考虑季节储氢的电氢综合能源系统鲁棒规划方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立跨季氢存储模型；(2)建立电氢综合能源系统中所有设备的模型；(3)获取多能负荷信息，建立电氢综合能源系统规划模型；(4)采用列和约束嵌套生成算法求解电氢综合能源系统规划模型。3.根据权利要求2所述的一种考虑季节储氢的电氢综合能源系统鲁棒规划方法，其特征在于，步骤(1)中跨季氢存储模型的建立方法具体为：跨季氢存储设备的充放氢功率为：其中，和分别表示跨季氢存储设备在第s个场景t时段的充/放氢功率，和分别表示跨季氢存储设备在第s个场景t时段充/放氢状态，τshs表示跨季氢存储设备的功率-容量比，xshs表示跨季氢存储设备配置容量；跨季氢存储设备的存储水平为：其中，表示跨季氢存储设备在第s个场景t时段存储水平，ηshs+和ηshs-分别表示跨季氢存储设备的充、放氢效率，w(s-1)表示第s-1场景在一年的占比为；跨季氢存储设备的存储水平在一年内的始末状态保持相等约束：其中，Ns表示一年内的运行场景总数；跨季氢存储设备充放氢功率约束如下：其中，和分别表示跨季氢存储设备在第s个场景的充/放氢状态，其值为1表示在第s个场景进行充/放氢。4.根据权利要求2所述的一种考虑季节储氢的电氢综合能源系统鲁棒规划方法，其特征在于，步骤(2)中电氢综合能源系统中所有设备的模型的建立方法为：2CN111144620A权利要求书2/5页每种设备的安装容量不得大于该区域所能配置的最大容量的约束为其中，xχ表示该系统内安装χ设备的容量，表示该系统内安装χ设备的最大值，其中χ分别表示风机(wt)、光伏(pv)、电解槽(ed)、燃气轮机(gt)、电锅炉(eb)、蓄电池(bt)、蓄热槽(tt)、储氢罐(hs)和吸收式制冷机(ac)；系统内风机和光伏的出力约束如下：其中，xpv表示该系统内安装光伏的容量，xwt表示该系统内安装风机的容量，表示光伏在第s个场景t时段输出的电功率，表示风机在第s个场景t时段输出的电功率，表示光伏在第s个场景t时段单位输出的电功率，表示风机在第s个场景t时段单位输出的电功率；燃气轮机、电锅炉、蓄电池、蓄热槽、储氢罐和吸收式制冷机的运行出力不大于其设备的配置容量约束：其中，xed、xgt、xeb、xac、xhs、xbt、xtt分别表示该系统内安装电解槽、燃气轮机、电锅炉、吸收式制冷机、蓄电池、蓄热槽和储氢罐的容量，表示电解槽在第s个场景t时段输入的电功率，表示燃气轮机在第s个场景t时段输出的电功率，表示电锅炉在第s个场景t时段输入的电功率，表示吸收式制冷机在第s个场景t时段输入的热功率，和分别表示储氢罐在第s个场景t时段的充、放氢功率，和表示蓄电池在第s个场景t时段的充、放电功率，和分别表示蓄热槽在第s个场景t时段的充、放热功率；蓄电池、蓄热槽和储氢罐的充放功率和容量约束为：其中，和分别表示蓄电池、蓄热槽、储氢罐在第s个场景t时段的荷电状态，ηbt+和ηbt-分