一种基于模糊层次分析的电转氢装置多维度价值评估方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于综合能源系统领域，具体涉及一种基于模糊层次分析的电转氢装置多维度价值评估方法，包括：建立以电转氢为新增灵活性资源的多维度价值评估指标数学模型，构建综合评价矩阵，采用因素的权重模糊集和综合评判矩阵运算进行风险概率的模糊估计，将其中最大的评判指标所对应的评语集作为对综合分析矩阵最终的评定结果。本发明专利技术通过对比不同因素敏感度的标准层目标下，不同容量下电转氢装置的系统价值，验证系统价值评估方法的有效性与实用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊层次分析的电转氢装置多维度价值评估方法


[0001]本专利技术属于综合能源系统领域，具体涉及一种基于模糊层次分析的电转氢装置多维度价值评估方法。

技术介绍

[0002]未来电力系统结构形态将是电源清洁化、电网电力电子化、负荷多样化。但是面对高比例的新能源电力系统的惯量降低、调频能力下降、消纳受限等问题，迫切需要挖掘提升系统灵活性的关键性技术。因此亟需找到一种新型的灵活性资源来解决系统发生各种复杂变化所带来的问题。氢能作为一种清洁、高效、可持续的无碳能源，功率、能量可分开优化，因其储电和发电过程无需分时操作，是一种理想的城市绿色二次资源，随着可再生能源在能源结构中的占比增加，清洁电能电解水制“绿氢”，替代“蓝氢”或“灰氢”，是实现节能减排的重要手段。
[0003]现有的评估方法存在着单一价值评估、多元价值评估和平准成本等现有评估方法的局限性，对于电转氢价值的衡量受到电转氢装置成本的限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于模糊层次分析的电转氢装置多维度价值评估方法，解决单一价值评估、多元价值评估和平准成本等现有评估方法的局限性。
[0005]本专利技术是这样实现的，
[0006]一种基于模糊层次分析的电转氢装置多维度价值评估方法，该方法包括：
[0007]建立以电转氢为新增灵活性资源的多维度价值评估指标数学模型：
[0008]max R
i
＝λ
T
λ
i
，i＝1,2,...,n
[0009]其中：R
i
为综合评估指标；n为决策方案个数；λ为标准间的特征向量；λ
i
为第i项方案的特征向量；
[0010]构建综合评价矩阵：
[0011][0012]其中:r
ij
为的是第i个影响因素占评语集中第j个评语的重要程度；
[0013]采用因素的权重模糊集和综合评判矩阵运算进行风险概率的模糊估计：
[0014]C＝A
×
R＝(C1,C2,C3…
C
j
)
[0015]式中:C表示风险概率的综合评判结果，C
j
表示综合评判的结果占评语集中第j个评语的重要程度；
[0016]将其中最大的评判指标C
j
所对应的评语集作为对综合分析矩阵C最终的评定结果：
[0017]V＝{v
i
|v
i
←
C中最大元素}。
[0018]进一步地，所述综合评估指标包括：电转氢经济价值评估指标、系统级灵活性评估指标、新型电力系统新能源消纳评估指标以及新型电力系统电转氢碳排放指标。
[0019]进一步地，所述电转氢经济价值评估指标是以盈利能力作为电转氢经济价值评估指标：
[0020][0021]式中：V
y
为第y天电转氢的收益；ρ为银行日利率；
[0022]利用等额系列资金回收系数，将系统成本现值折算成等额年值成本，其表达式为
[0023][0024]式中：C
NPC
为系统现值成本；C
AC
为日值成本；n为成本折算天数；i为日利息率；
[0025]电转氢系统投资成本的计算公式为
[0026]C
NPC
＝γ
h
P
elc,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0027]式中：C
NPC
为电转氢系统投资成本，γ
h
电转氢设备单位容量投资成本，P
elc,max
为电转氢设备容量；
[0028]所述系统级灵活性评估指标为t时段内系统向上、向下灵活性的平方和占系统最大可调灵活性的比例；
[0029]所述新型电力系统新能源消纳评估指标是将新能源所有相邻时间段的弃风量变化率平方和作为动态消纳消纳指标，计算如下：
[0030][0031]其中：
[0032]P
rescur,t
＝[(1+μ)P
load.max
‑
U
G
C
G
‑
P
cl
‑
kC
self
)
‑
[(P
load,t
‑
L
G
C
G
‑
kC
self
‑
P
elc,t
)
‑
P
res,t
)]；
[0033]P
elc,t
为电转氢装置灵活性需求部分，P
rescur,t
表示t时刻的新能源富余量，L
G
为常规电源的最小技术出力系数，P
res,t
表示新能源出力，U
G
为常规电源的最大技术出力系数，C
G
为常规电源的开机容量；k为自备电厂的平均出力系数；C
self
为自备电厂的开机容量，P
cl
为可再生能源的置信容量，备用系数为μ；
[0034]新型电力系统电转氢碳排放指标的计算为：
[0035]式中：ρ
m
为煤燃料CO2排放系数，F
m
为火电机组煤耗量。同等情况下煤电制氢耗煤量。
[0036]进一步地，多维度价值评估指标数学模型的约束条件包括：
[0037]节点功率平衡约束：
[0038][0039]式中：P
i
为节点i上注入的有功功率；为节点i上发电机发出的有功功率；为节点i上风电场发出的有功功率；为节点i电转氢的消耗功率；为节点i上的有功负荷功
率；
[0040]机组出力约束：
[0041][0042][0043]式中：为节点i上发电机的最小出力值；为节点i上发电机的最大出力值；为节点i上风电场的最小出力值；为节点i上风电场的最大出力值：
[0044]电转氢出力约束：
[0045]0≤P
ELC
≤P
ELC，MAX
[0046][0047]机组爬坡约束，火电机组与电转氢装置需要满足功率爬坡约束如下所示：
[0048]|P
elc,t
‑
P
elc,t
‑1|≤ΔP
elc,max
[0049][0050]式中：ΔP
elc,max
为P2H在开机状态下单位时段最大爬坡功率，Cap
g
为系统内火电机组总容量，分别为火电的下调爬坡速率和上调爬坡速率。
[0051]本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：
[0052]本专利技术基于模糊层次分析法确定电转氢装置在系统灵活性、新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊层次分析的电转氢装置多维度价值评估方法，其特征在于，该方法包括：建立以电转氢为新增灵活性资源的多维度价值评估指标数学模型：max R
i
＝λ
T
λ
i
，i＝1,2,...,n其中：R
i
为综合评估指标；n为决策方案个数；λ为标准间的特征向量；λ
i
为第i项方案的特征向量；构建综合评价矩阵：其中:r
ij
为的是第i个影响因素占评语集中第j个评语的重要程度；采用因素的权重模糊集和综合评判矩阵运算进行风险概率的模糊估计：C＝A
×
R＝(C1,C2,C3…
C
j
)式中:C表示风险概率的综合评判结果，C
j
表示综合评判的结果占评语集中第j个评语的重要程度；将其中最大的评判指标C
j
所对应的评语集作为对综合分析矩阵C最终的评定结果：V＝{v
i
|v
i
←
C中最大元素}。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述综合评估指标包括：电转氢经济价值评估指标、系统级灵活性评估指标、新型电力系统新能源消纳评估指标以及新型电力系统电转氢碳排放指标。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电转氢经济价值评估指标是以盈利能力作为电转氢经济价值评估指标：式中：V
y
为第y天电转氢的收益；ρ为银行日利率；利用等额系列资金回收系数，将系统成本现值折算成等额年值成本，其表达式为式中：C
NPC
为系统现值成本；C
AC
为日值成本；n为成本折算天数；i为日利息率；电转氢系统投资成本的计算公式为C
NPC
＝γ
h
P
elc,max
ꢀꢀꢀꢀ
(3)式中：C
NPC
为电转氢系统投资成本，γ
h
电转氢设备单位容量投资成本，P
elc,max
为电转氢设备容量；所述系统级灵活性评估指标为t时段内系统向上、向下灵活性的平方和占系统最大可调灵活性的比例；所述新型电力系统新能源消纳评估指标是将新能源所有相邻时间段的弃风量变化率平方和作为动态消纳消纳指标，计算如下：
其中：P
rescur,t
＝[(1+μ)P
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩子娇，高凯，刘凯，那广宇，葛延峰，王亮，李峰，王优胤，王印，董鹤楠，李家珏，李胜辉，李平，戈阳阳，程绪可，张冠锋，白雪，孙俊杰，谢冰，张潇桐，张钊，李明珠，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：