一种主动配电网剩余电量的处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种主动配电网剩余电量的处理方法及系统，该方法包括：获取剩余电量电解制氢的参数；根据参数建立产热量模型；获取主动配电网及区域供热网成本信息，并根据主动配电网及区域供热网成本信息及产热量模型建立剩余电量的处理模型；获取主动配电网的当前剩余电量，根据当前剩余电量计算剩余电量的处理模型的最小值，并根据此时剩余电量的处理模型的参数数据进行电解制氢产生氢气和热能，并将热能输入至区域供热网。通过实施本发明专利技术，消除了多余的能量，提高了热电联合的灵活性，从而降低了区域供热网的运行损耗及运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种主动配电网剩余电量的处理方法及系统
本专利技术涉及配电网领域，具体涉及一种主动配电网剩余电量的处理方法及系统。
技术介绍
分布式风力、太阳能和热电联合电厂数量的迅速增加导致了电网中大量的过剩电力。在主动配电网中，反向潮流将多余的能量送回高压输电网以解决过剩电力问题。但这种较长的功率传输路径意味着相当大的安全问题，并且会造成更高的功率损耗和运行成本。将过剩的电力转化为氢气(P2H)已被认为是满足交通部门潜在氢气需求的一种有前途的方法。随着燃料电池电动汽车(FCEV)的商业化，P2H可能成为除电池存储外的另一种经济的电力存储方式。然而，目前的商业化电解(无论是碱性或质子交换膜(PEM))的电制氢效率约为60％-70％，剩下的30％-40％中大约20％-30％在60℃-80℃温度下以热的形式散失，造成了能源的浪费。目前，很多地区通过将剩余的电能转换为热量和氢气，并利用区域供热网为该地区用户进行供热，同时也为车辆提供氢气，这为过剩电力制氢产生的热量提供了新的利用途径。因此，如何合理有效地将电解剩余电能产生的热能提供给区域供热网使用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动配电网剩余电量的处理方法，其特征在于，包括：/n获取剩余电量电解制氢的参数，所述参数包括：电堆温度、产氢功率、产热量、直流电压及隔离电解反应所需的最小电池电压；/n根据所述参数建立产热量模型；/n获取主动配电网及区域供热网成本信息，并根据所述主动配电网及区域供热网成本信息及所述产热量模型建立剩余电量的处理模型，所述主动配电网及区域供热网成本信息为主动配电网及区域供热网的使用成本；/n获取主动配电网的当前剩余电量，根据所述当前剩余电量计算所述剩余电量的处理模型的最小值，并根据此时所述剩余电量的处理模型的参数数据进行电解制氢产生氢气和热能，并将所述热能输入至所述区域供热网。/n

【技术特征摘要】
1.一种主动配电网剩余电量的处理方法，其特征在于，包括：
获取剩余电量电解制氢的参数，所述参数包括：电堆温度、产氢功率、产热量、直流电压及隔离电解反应所需的最小电池电压；
根据所述参数建立产热量模型；
获取主动配电网及区域供热网成本信息，并根据所述主动配电网及区域供热网成本信息及所述产热量模型建立剩余电量的处理模型，所述主动配电网及区域供热网成本信息为主动配电网及区域供热网的使用成本；
获取主动配电网的当前剩余电量，根据所述当前剩余电量计算所述剩余电量的处理模型的最小值，并根据此时所述剩余电量的处理模型的参数数据进行电解制氢产生氢气和热能，并将所述热能输入至所述区域供热网。


2.根据权利要求1所述的主动配电网剩余电量的处理方法，其特征在于，所述产热量模型为：



其中，PHeat为产热量；为产氢功率；T为电堆温度；Utn(T)为隔离电解反应所需的最小电池电压；Ucell为直流电压。


3.根据权利要求1所述的主动配电网剩余电量的处理方法，其特征在于，所述剩余电量的处理模型为：



其中，P为剩余电量的处理模型；ce(t)为t时刻的电量单价；PT(t)为t时刻从输电网购买的电量；为天然气的单价；为t时刻热电联合所需的天然气量；为氢气的单价；为t时刻生产的氢气量；PWT为风力发电供能的有功功率；PPV为光伏发电供能的有功功率；t为时间参数；
所述其中，为产氢功率；Δt为时间步长；为氢的较低热值；
所述其中，PCHP为热电联合的电功率；Δt为时间步长；为天然气的较低热值；ηCHP为的转化效率。


4.根据权利要求1所述的主动配电网剩余电量的处理方法，其特征在于，在执行所述根据所述参数建立产热量模型之后，执行所述获取主动配电网及区域供热网成本信息之前，所述方法还包括：
根据预设算法简化所述产热量模型。


5.根据权利要求4所述的主动配电网剩余电量的处理方法，其特征在于，所述根据预设算法简化所述产热量模型，包括：
利用智能数据分发算法对产热量模型中的非线性运行区域进行转换得到线性运行区域；
对线性运行区域进行划分得到分块区域集合；
根据所述分块区域集合得到简化后的产热量模型。


6.根据权利要求1所述的主动配电网剩余电量的处理方法，其特征在于，所述根据所述当前剩余电量计算所述剩余电量的处理模型的最小值需要满足预设约束条件，所述预设约束条件包括：调度约束、氢气罐压力约束、可再生能源约束、主动配电网约束以及区域供热网约束。


7.根据权利要求6所述的主动配电网剩余电量的处理方法，其特征在于，所述调度约束为：



其中，Pdiss为电堆散热量；R为等效热阻；T为电堆温度；Ta为环境温度；T(t+1)为t+1时刻的电堆温度；T(t)为t时刻的电堆温度；Δt为时间步长；C为水的热容；PHeat(t)为t时刻的产热量；Pdiss(t)为t时刻的电堆散热量；Hrec(t)为t时刻通过热回收注入到分布式热网中的热量；为产氢功率；PHeat为产热量；PDC为直流功率；PAC为交流功率；η1为逆变器效率；ηP2HH为电能转化成氢能与热能的效率；Hrec为通过热回收注入到分布式热网中的热量；N为产热量模型的运行区域中三角形面的个数；Ai为第i个三角形面的法向量；X为产热量模型的变量；bi为第i个三角形面到原点的距离；δi为第i个三角形面的状态量；Tmin为最小电解温度；Tmax为最大电解温度；
所述氢气罐压力约束为：



其中，为t时刻氢气罐压力；pmin为氢气罐允许的最小压力；pmax为氢气罐允许的最大压力；T1为储氢罐模型中最快达到pmax的时刻；T2为储氢罐模型中最快达到pmin的时刻；pdem为日最小氢负荷对应的储氢罐压力值；
所述可再生能源约束为：



其中，PWT为风电有功出力；PWT,min为风电有功出力的最小值；PWT,max为风电有功出力的最大值；QWT为风电无功出力；QWT,min为风电无功出力的最小值；QWT,max为风电无功出力的最大值；PPV为光伏有功出力；PP...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓占锋，徐桂芝，侯继彪，林今，康伟，宋洁，曹志煌，陈国宏，滕越，陈庆涛，高强，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国网安徽省电力有限公司，清华大学，国网浙江省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11