一种配电网与氢能系统的联合规划方法技术方案

本发明专利技术公开了一种配电网与氢能系统的联合规划方法，属于配电网规划领域。具体步骤如下：首先，考虑氢能系统和配电网在整个规划期内的建设、维护、运行及失电成本，建立多阶段联合规划模型的目标函数；其次，建立考虑氢气生产、长管拖车运输、加氢站供应等多个环节的氢能系统规划及运行约束条件；随后，考虑变电站、变压器、配电线路、分布式光伏、分布式风机等设备，建立配电网规划及运行约束条件；最后，考虑氢能系统运营商和配电网运营商的信息隐私保护需求，基于目标级联分析法将联合规划模型分解为配电网子模型和氢能系统子模型，并进行分布式迭代求解。布式迭代求解。布式迭代求解。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网与氢能系统的联合规划方法


[0001]本专利技术涉及配电网规划领域，具体涉及一种配电网与氢能系统的联合规划方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电制氢技术的发展，电力系统与氢能系统的耦合关系显著增强。在未来以新能源为主体的配电网中，电制氢技术在减轻新能源波动性方面具有广阔的应用前景，对于配电网层级的氢能系统，考虑到管道规划成本较高，主要通过长管拖车从制氢站运输到各加氢站。通过配电网与氢能系统的协同运行，可有效降低系统运行成本、提升新能源消纳率、提高系统运行灵活性，而现有配电网与氢能系统规划方法中，通常对两个系统进行单独规划，如何考虑系统间的耦合关系来提升系统整体规划方案的经济性、运行灵活性和新能源消纳率值得进一步探索。此外，考虑到配电网和氢能系统隶属于不同的主体，如何在保护双方信息隐私安全的前提下进行协同规划有待解决。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种配电网与氢能系统的联合规划方法，该方法可在保护配电网运营商和氢能系统运营商信息隐私安全的前提下，有效提升配电网与氢能系统协同规划方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网与氢能系统的联合规划方法，其特征在于，包括以下步骤：建立配电网与氢能系统的联合规划模型，联合规划模型的目标函数以氢能系统和配电网的配置成本最小为目标；建立包含氢能生产约束、氢能运输约束和氢能供应约束的氢能系统规划及运行约束条件；建立配电网建设约束和基于DistFlow的配电网运行约束条件；基于目标级联分析法将联合规划模型分解为配电网子模型和氢能系统子模型，并进行分布式迭代计算。2.根据权利要求1所述的配电网与氢能系统的联合规划方法，其特征在于，联合规划模型具体为：型具体为：型具体为：型具体为：型具体为：型具体为：型具体为：型具体为：型具体为：式中，标号i、k、a、s、τ分别表示配电网节点、待建设设备类型、配电线路、典型运行场景、配电网调度时段，标号m、g、τ'、d分别表示氢能系统节点、制氢站节点、氢气运输调度时段、长管拖车，标号mn、gm分别表示氢节点m到氢节点n的运输路径、制氢站g到氢节点m的运输路径，SS、TR、L、PV、WT、PtH、HS分别表示变电站、变压器、配电线路、分布式光伏、分布式风机、电转氢设备、储氢设备，{
·
}表示设备集合，σ表示设备标号；Ω
SS
、Ω
L
、Ω
PV
、Ω
WT
、Ω
PtH
、Ω
HN
、Ω
HL
、Ω
HT
、Ω
Tra
、Ω
PL
分别表示变电站节点、配电线路、分布式光伏节点、分布式风机节点、制氢站节点、氢能系统节点、氢负荷节点、长管拖车、氢气运输路径、电负荷节点的集合，
K
TR
、K
L
分别表示待建设变压器、线路的类型集合；分别表示配电网在阶段t的建设、维护、运行、失电成本，分别表示氢能系统在阶段t的建设、维护、运行、失负荷成本，分别表示变电站、变压器、配电电路的0
‑
1建设变量，分别表示分布式光伏、分布式风机、电转氢设备、储氢设备的建设容量变量，分别表示配电线路是否正向、反向运行的0
‑
1变量，分别表示变电站、分布式光伏、分布式风机、电制氢、压缩氢气的有功功率，分别表示长管拖车是否在路径mn、gm进行运输的0
‑
1变量，分别表示电负荷、分布式光伏、分布式风机、氢负荷的削减量；分别表示变电站、变压器、配电线路、分布式光伏、分布式风机、电转氢设备、储氢设备的单位建设成本，分别表示变电站、变压器、配电线路、分布式光伏、分布式风机、电转氢设备、储氢设备的单位维护成本，分别表示变电站、分布式光伏、分布式风机、电制氢的单位运行成本，C
U,D
、C
U,PV
、C
U,WT
、C
U,H
分别表示电负荷、分布式光伏、分布式风机、氢负荷的单位削减量成本，ρ
SS
、ρ
TR
、ρ
L
、ρ
PV
、ρ
WT
、ρ
PtH
、ρ
HS
分别表示变电站、变压器、配电线路、分布式光伏、分布式风机、电转氢设备、储氢设备的年化建设回收系数，D
s
表示一年中典型日s的天数，Δ
τ
表示调度时段τ的时长，λ
Loss
表示单位网损成本，分别表示长管拖车的单位运输成本、固定派遣成本，l
a
、l
mn
分别表示线路a、氢气运行路径mn的长度，ψ表示年利率，Y
σ
表示设备σ的全寿命周期年限；式中，f表示目标函数，Ω
t
表示规划阶段集合，γ
t
表示阶段t的初始年份。3.根据权利要求1所述的配电网与氢能系统的联合规划方法，其特征在于，氢能生产约束包括电转氢设备、储氢设备的氢能系统建设约束和制氢站运行约束；电转氢设备、储氢设备的氢能系统建设约束满足：电转氢设备、储氢设备的氢能系统建设约束满足：式中，PtH、HS分别表示电转氢设备、储氢设备，{
·
}表示设备集合，表示设备σ节点的集合，σ表示设备标号，表示设备的建设容量，表示设备建设容量的上限；制氢站运行约束满足：制氢站运行约束满足：制氢站运行约束满足：
式中，N
τ
表示氢能系统在一天内的调度时段数量，分别表示制氢站g内储氢设备在初始时段、末尾时段的氢气存储量，δ、分别表示储氢设备的最小、最大储氢百分比，μ
HS
表示储氢设备的功率容量比，μ
ex
表示的氢气最大输出量与生产量比值，Δ
τ
'表示单个调度时段τ'的时长；表示制氢站g内的长管拖车集合；分别表示制氢站g的电转氢设备制氢量、向所有长管拖车输送的氢气总量、储氢设备储氢量、储氢设备放氢量、氢负荷量、氢负荷削减量，表示制氢站g内储氢设备的氢气存储量，表示加氢站g向长管拖车d的氢气...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志，孙琦润，顾伟，陆于平，刘鹏翔，王靖萱，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：