考虑电转氢和FCHEV的能源交通系统调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供了一种能源交通系统调度方法及装置。其中，所述能源交通系统调度方法包括：基于混合燃料电池电动汽车FCHEV的参数构建FCHEV里程模型；基于所述FCHEV里程模型构建电氢充能站模型；基于火电机组启停成本、火电机组发电成本和氢气运输成本构建能源交通系统运行成本目标函数；基于所述电氢充能站模型求解所述能源交通系统运行成本目标函数，并基于所述求解的结果对所述能源交通系统进行调度。进行调度。进行调度。

【技术实现步骤摘要】
考虑电转氢和FCHEV的能源交通系统调度方法及装置


[0001]本专利技术涉及能源交通系统调度领域，尤其涉及一种考虑电转氢和混合燃料电池电动汽车参与的能源交通系统调度方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，可再生能源在世界范围内发展迅速。为了解决可再生能源的随机性以达成碳中和目标，建设以新能源为主体的新型电力系统和发展零排放的低碳交通系统是重要举措。然而，大规模新能源接入电力系统增加了系统运行的不确定性，对电力系统的灵活性提出更高的要求。与此同时，新能源制氢在提供清洁氢能的同时还可解决大规模新能源储能问题，而且还可借助混合燃料电池电动汽车(Fuel
‑
Cell Hybrid Electric Vehicles,FCHEV)实现电
‑
氢耦合，显著提高新能源电力系统运行灵活性的同时实现能源系统和交通系统之间的融合，为解决能源与环境问题提供了新思路。
[0003]然而，现有技术中鲜有针对绿电制氢应用场景进行的研究，并且均很少关注混合燃料电池电动汽车在能源交通系统中的应用。此外，现有技术对考虑电
‑
氢
‑
交通网耦合的能源互联网优化调度的研究相对较少，需要针对电氢耦合的多能互补及电车互联的优化调度的进一步研究。
[0004]因此，需要一种能够考虑电转氢和混合燃料电池电动汽车参与的能源交通系统调度方法及装置。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种能源交通系统调度方法，包括：基于混合燃料电池电动汽车FCHEV的参数构建FCHEV里程模型；基于所述FCHEV里程模型构建电氢充能站模型；基于火电机组启停成本、火电机组发电成本和氢气运输成本构建能源交通系统运行成本目标函数；以及基于所述电氢充能站模型求解所述能源交通系统运行成本目标函数，并基于所述求解的结果对所述能源交通系统进行调度。
[0006]其中，所述基于混合燃料电池电动汽车FCHEV的参数构建FCHEV里程模型包括：基于FCHEV的蓄电池组中的能量和FCHEV中存储的氢气质量构建所述FCHEV里程模型。
[0007]其中，构建所述电氢充能站模型进一步基于FCHEV充电/放电功率限制、充能站的充电容量限制、充能站的总耗氢量限制、FCHEV的电池组和氢罐容量的限制中的至少一者。
[0008]其中，所述基于所述电氢充能站模型求解所述能源交通系统运行成本目标函数包括：将所述电氢充能站模型作为约束条件求解所述能源交通系统运行成本目标函数。
[0009]其中，进一步基于电氢耦合约束、氢供应链约束、电力系统约束中的至少一者求解所述能源交通系统运行成本目标函数。
[0010]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种能源交通系统调度装置，包括：里程模型构建单元，配置为基于混合燃料电池电动汽车FCHEV的参数构建FCHEV里程模型；充能站模型构建单元，配置为基于所述FCHEV里程模型构建电氢充能站模型；目标函数构建单元，配置
为基于火电机组启停成本、火电机组发电成本和氢气运输成本构建能源交通系统运行成本目标函数；以及调度单元，配置为基于所述电氢充能站模型求解所述能源交通系统运行成本目标函数，并基于所述求解的结果对所述能源交通系统进行调度。
[0011]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种能源交通系统调度装置，包括：处理器；存储器，在所述存储器中存储有计算机程序指令，其中，在所述计算机程序指令被所述处理器运行时，使得所述处理器执行以下步骤：基于混合燃料电池电动汽车FCHEV的参数构建FCHEV里程模型；基于所述FCHEV里程模型构建电氢充能站模型；基于火电机组启停成本、火电机组发电成本和氢气运输成本构建能源交通系统运行成本目标函数；以及基于所述电氢充能站模型求解所述能源交通系统运行成本目标函数，并基于所述求解的结果对所述能源交通系统进行调度。
[0012]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现以下步骤：基于混合燃料电池电动汽车FCHEV的参数构建FCHEV里程模型；基于所述FCHEV里程模型构建电氢充能站模型；基于火电机组启停成本、火电机组发电成本和氢气运输成本构建能源交通系统运行成本目标函数；以及基于所述电氢充能站模型求解所述能源交通系统运行成本目标函数，并基于所述求解的结果对所述能源交通系统进行调度。
[0013]根据本专利技术提供的能源交通系统调度方法及装置，能够对考虑电转氢和混合燃料电池电动汽车参与的能源交通系统进行优化调度，使电力系统运行成本和氢供应链成本最小化，从而促进构建以新能源为主体的新型电力系统，同时可以减少交通系统的碳排放。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015]图1示出了根据本专利技术一个实施例的能源交通系统的结构示意图；
[0016]图2示出了根据本专利技术一个实施例的能源交通系统调度方法的流程图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0018]燃料电池电动汽车是利用氢气等燃料和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。混合燃料电池电动汽车(Fuel
‑
Cell Hybrid Electric Vehicles,FCHEV)在燃料电池的基础上，增加了蓄电池组作为另一动力源。因此，FCHEV使用燃料电池(其通常为质子交换膜燃料电池)和蓄电池组(其通常包括锂离子电池)作为其主要动力，并同时使用电能和氢能作为能源供给。
[0019]图1示出了根据本专利技术一个实施例的能源交通系统的结构示意图。如图1所示，该能源交通系统由30节点输电网和16节点交通网络组成。其中，该30节点输电网中具有41条支路和6台火电机组G1
‑
G6。交通网络中具有18条道路。此外，该能源交通系统还包括两个电
转氢厂站H1和H2，以及风电厂W。在此需要说明的是，虽然在图1中示出了风电厂，但其仅作为新能源发电厂的示例并且不应被理解为对本专利技术的限制。在其他示例中，能源交通系统还可以包括其他的新能源发电厂，例如太阳能、生物质能发电厂等等，以作为风电厂的替代或补充。
[0020]其中，交通网络和输电网在5个电氢充能站处(即，图1中所示的充电/加氢站S1
‑
S5)耦合。该电氢充能站是可以为FCHEV提供氢能和电能的充能场所。由于FCHEV同时使用电能和氢能作为能源供给，因此其对电力系统影响显著，而合理的充氢/充电/放电模式的选择，则可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能源交通系统调度方法，包括：基于混合燃料电池电动汽车FCHEV的参数构建FCHEV里程模型；基于所述FCHEV里程模型构建电氢充能站模型；基于火电机组启停成本、火电机组发电成本和氢气运输成本构建能源交通系统运行成本目标函数；以及基于所述电氢充能站模型求解所述能源交通系统运行成本目标函数，并基于所述求解的结果对所述能源交通系统进行调度。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述基于混合燃料电池电动汽车FCHEV的参数构建FCHEV里程模型包括：基于FCHEV的蓄电池组中的能量和FCHEV中存储的氢气质量构建所述FCHEV里程模型。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述基于FCHEV的蓄电池组中的能量和FCHEV中存储的氢气质量构建所述FCHEV里程模型包括：将所述FCHEV里程模型构建为：其中，是电池容量到里程的转换系数，是氢质量到里程的转换系数，其中，是FCHEV的氢消耗效率，是FCHEV的电消耗效率，M
V
是不包括蓄电池组的车辆质量，C1、C2是常数；是时刻t的第v辆FCHEV的充电状态SOC，是第v辆FCHEV中的蓄电池组的容量，是在时间t在第v个FCHEV中存储的氢气质量。4.如权利要求1所述的方法，其中，构建所述电氢充能站模型进一步基于FCHEV充电/放电功率限制、充能站的充电容量限制、充能站的总耗氢量限制、FCHEV的电池组和氢罐容量的限制中的至少一者。5.如权利要求4所述的方法，其中，构建所述电氢充能站模型包括将所述电氢充能站模型构建为：
其中，和分别是第v辆FCHEV在t时刻的充电/放电功率；Φ
EV
＝{1,2,
…
,N
EV
}是FCHEV集合，N
EV
是FCHEV的个数；和分别是充能站的总充电/总放电功率；是电氢充能站的最大电能容量；是充能站q所能提供的总氢气质量；和分别是第v辆FCHEV离开/到达充能站时所存储的氢气质量，其中和分别是FCHEV对于充能站的到达时间和离开时间；和分别是第v辆FCHEV离开/到达充能站时的SOC；是第v辆FCHEV的里程需求；是第v辆FCHEV中电池组的容量；是电池容量到里程的转换系数；是氢质量到里程的转换系数；和分别是时刻t/t
‑
1的第v辆FCHEV的SOC；是电池的库伦效率；和分别是第v辆FCHEV在t
‑
1时刻的充电/放电功率；和分别是FCHEV可以充电/放电的最大功率；和是表征第v辆FCHEV是否连接电网的0
‑
1变量；是FCHEV的最大荷电状态；和分别是FCHEV到达时的初始荷电状态和初始氢气质量；是在时间t在第v个FCHEV中存储的氢气质量；是一辆FCHEV可以存储的最大氢气质量。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述基于火电机组启停成本、火电机组发电成本和
氢气运输成本构建能源交通系统运行成本目标函数包括：将所述能源交通系统运行成本目标函数构建为：其中，N
T

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑晓，张天策，李庚银，周明，戚正强，王志明，孟展，吴畏，
申请(专利权)人：宜兴市宜能实业有限公司南京工程学院，
类型：发明
国别省市：