一种基于区块链智能合约的电氢联合系统协调控制方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于区块链智能合约的电氢联合系统协调控制方法，包括，通过燃料电池和电力制氢设施构建电氢耦合的电氢联合系统出清模型；将电氢联合系统出清模型中电力平衡约束与氢能平衡约束进行改写，其中改写包括在电力平衡约束及氢能平衡中引入拉格朗日乘子；通过构造电氢联合系统出清模型的拉格朗日函数，将电氢联合系统出清模型分解为电力和氢气子系统出清模型，求解电力和氢气子系统出清模型以得到拉格朗日乘子；将电力和氢气子系统耦合变量与拉格朗日乘子数值信息存储于区块链智能合约中，通过电力和氢气子系统多轮交换智能合约并调整自身策略，得到电氢联合系统出清模型的最优解。本发明专利技术实现了电力与氢气系统的经济性最优控制。经济性最优控制。经济性最优控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链智能合约的电氢联合系统协调控制方法


[0001]本专利技术属于电氢联合系统参与经济调度
，特别涉及一种基于区块链智能合约的能源互联网协调控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电解水制氢技术的日益成熟，在电解水制氢将成为未来主流制氢方式的背景下，电力系统与氢气系统的耦合程度逐渐加深。由于电力与氢气系统主体有意愿保护自身内部信息，在实际运行中对电力与氢气系统进行集中研究是不合理的，有必要研究电氢联合系统的协调控制技术。然而，现有分解算法应用在电氢联合系统中时通常需要控制中心收集各主体信息并根据一定的更新策略更新主体价格，这对控制中心来说是一个巨大的负担。本专利技术基于区块链智能合约提出电氢联合系统协调控制技术，将交互信息存储于区块链智能合约中，电氢联合系统各主体多轮交换智能合约并调整自身策略以实现电力与氢气系统的经济性最优控制。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本专利技术的目的在于提出一种基于区块链智能合约的电氢联合系统协调控制方法，用于实现电力与氢气系统的经济性最优控制。。
[0005]为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于区块链智能合约的电氢联合系统协调控制方法，包括：
[0006]通过燃料电池和电力制氢设施构建电氢耦合的电氢联合系统出清模型；
[0007]将所述电氢联合系统出清模型中电力平衡约束与氢能平衡约束进行改写，其中所述改写包括在所述电力平衡约束及氢能平衡中引入拉格朗日乘子；
[0008]通过构造所述电氢联合系统出清模型的拉格朗日函数，将所述电氢联合系统出清模型分解为电力和氢气子系统出清模型，求解所述电力和氢气子系统出清模型以得到所述拉格朗日乘子；
[0009]将所述电力和氢气子系统耦合变量与拉格朗日乘子数值信息存储于区块链智能合约中，通过所述电力和氢气子系统多轮交换智能合约并调整自身策略，得到所述电氢联合系统出清模型的最优解。另外，根据本专利技术上述实施例的基于区块链智能合约的电氢联合系统协调控制方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0010]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述将所述电氢联合系统出清模型中电力平衡约束与氢能平衡约束进行改写，还包括：
[0011]引入边际价格机制，采用所述边际价格机制对电力和氢气进行定价。
[0012]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：
[0013]在将所述电氢联合系统出清模型分解为电力和氢气子系统出清模型的同时保留耦合约束。
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述将所述电力和氢气子系统耦合变量与拉格朗日乘子数值信息存储于区块链智能合约中，通过所述电力和氢气子系统多轮交换智能合约并调整自身策略，包括：
[0015]采用基于区块链智能合约的去中心化算法实现所述电氢联合系统的分解。
[0016]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述通过燃料电池和电力制氢设施构建电氢耦合的电氢联合系统出清模型，目标函数构建表示为：
[0017][0018]其中，Φ
T
表示表示量测时刻集合；Φ
T
表示发电机组集合；Φ
H
表示氢气源集合；和分别表示f时刻发电机组g和氢气源h生产的电量与氢量；和分别表示t时刻发电机组g和氢气源h生产电力与氢气的成本系数。
[0019]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述将所述电氢联合系统出清模型中电力平衡约束与氢能平衡约束进行改写，包括：
[0020]电力系统内部各节点的功率平衡约束如下：
[0021][0022]其中，和Φ
m
分别表示火电机组、新能源机组和与节点m相连节点的集合；表示新能源机组i在t时刻的有功出力；表示t时刻燃料电池i的有功出力；表示t时刻电力制氢设施i消耗的功率；表示t时刻节点i的功率需求；表示t时刻从节点m到节点n输送的功率；
[0023]氢能系统内部各节点的氢能平衡约束：
[0024][0025]其中，Ω
I
(mn)＝m表示以m为输入节点的输氢管道集合；Ω
O
(mn)＝m表示以m为输出节点的输氢管道集合；和分别表示t时刻输氢管道mn在m节点输出与输入的氢气量；表示燃料电池i的耗氢量；表示电力制氢设施i的产氢量；表示节点m在t时刻的氢能需求量。
[0026]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述引入边际价格机制，包括：
[0027]引入所述电力系统内部各节点的功率平衡约束的对偶变量以表示边际电价：
[0028][0029]其中，表示所述电力系统内部各节点的功率平衡约束的对偶变量，表示节点边际电价；
[0030]引入所述氢能系统内部各节点的氢能平衡约束的对偶变量以表示边际氢价：
[0031][0032]其中,表示所述氢能系统内部各节点的氢能平衡约束的对偶变量，表示节点边际氢价。
[0033]为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种基于区块链智能合约的电氢联合系统协调控制装置，包括以下模块：
[0034]构建模块，用于通过燃料电池和电力制氢设施构建电氢耦合的电氢联合系统出清模型；
[0035]匹配模块，用于将所述电氢联合系统出清模型中电力平衡约束与氢能平衡约束进行改写，其中包括改写包括在所述电力平衡约束及氢能平衡中引入拉格朗日乘子；
[0036]计算模块，用于通过构造所述电氢联合系统出清模型的拉格朗日函数，将所述电氢联合系统出清模型分解为电力和氢气子系统出清模型，求解所述电力和氢气子系统出清模型以得到所述拉格朗日乘子；
[0037]更新模块，用于将所述电力和氢气子系统耦合变量与拉格朗日乘子数值信息存储于区块链智能合约中，通过所述电力和氢气子系统多轮交换智能合约并调整自身策略，得到所述电氢联合系统出清模型的最优解。
[0038]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述匹配模块，还用于：
[0039]引入边际价格机制，采用所述边际价格机制对电力和氢气进行定价。
[0040]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述计算模块，还用于：
[0041]在将所述电氢联合系统出清模型分解为电力和氢气子系统出清模型的同时保留耦合约束。
[0042]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述更新模块，还用于：
[0043]采用基于区块链智能合约的去中心化算法实现所述电氢联合系统的分解。
[0044]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述通过燃料电池和电力制氢设施构建电氢耦合的电氢联合系统出清模型，目标函数构建表示为：
[0045][0046]其中，Φ
T
表示表示量测时刻集合；Φ
T
表示发电机组集合；Φ
H
表示氢气源集合；和分别表示f时刻发电机组g和氢气源h生产的电量与氢量；和分别表示t时刻发电机组g和氢气源h生产电力与氢气的成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链智能合约的电氢联合系统协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：通过燃料电池和电力制氢设施构建电氢耦合的电氢联合系统出清模型；将所述电氢联合系统出清模型中电力平衡约束与氢能平衡约束进行改写，其中所述改写包括在所述电力平衡约束及氢能平衡中引入拉格朗日乘子；通过构造所述电氢联合系统出清模型的拉格朗日函数，将所述电氢联合系统出清模型分解为电力和氢气子系统出清模型，求解所述电力和氢气子系统出清模型以得到所述拉格朗日乘子；将所述电力和氢气子系统耦合变量与拉格朗日乘子数值信息存储于区块链智能合约中，通过所述电力和氢气子系统多轮交换智能合约并调整自身策略，得到所述电氢联合系统出清模型的最优解。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述电氢联合系统出清模型中电力平衡约束与氢能平衡约束进行改写，还包括：引入边际价格机制，采用所述边际价格机制对电力和氢气进行定价。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在将所述电氢联合系统出清模型分解为电力和氢气子系统出清模型的同时保留耦合约束。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述电力和氢气子系统耦合变量与拉格朗日乘子数值信息存储于区块链智能合约中，通过所述电力和氢气子系统多轮交换智能合约并调整自身策略，包括：采用基于区块链智能合约的去中心化算法实现所述电氢联合系统的分解。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过燃料电池和电力制氢设施构建电氢耦合的电氢联合系统出清模型，目标函数构建表示为：其中，Φ
T
表示表示量测时刻集合；Φ
T
表示发电机组集合；Φ
H
表示氢气源集合；和分别表示f时刻发电机组g和氢气源h生产的电量与氢量；和分别表示t时刻发电机组g和氢气源h生产电力与氢气的成本系数。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述电氢联合系统出清模型中电力平衡约束与氢能平衡约束进行改写，包括：电力系统内部各节点的功率平衡约束如下：其中，和Φ
m
分别表示火电机组、新能源机组和与节点m相连节点的集合；表示新能源机组i在t时刻的有功出力；表示t时刻燃料电池i的有功出力；表示t时刻电力制氢设施...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑晓，钟海旺，陈振宇，安麒，宋懿洋，陆婋泉，夏清，李庚银，
申请(专利权)人：清华大学国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：