一种风光蓄电池混合氢储能发电系统日前优化调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风光蓄电池混合氢储能发电系统日前优化调度方法，属于供电管理技术领域。本发明专利技术方法首先综合考虑风光储能计划出力偏差惩罚成本、弃风弃光惩罚成本和碳排放环境效益，以风光蓄电池混合氢储能发电系统联合运行的期望最大化为优化目标构建优化模型；再为所述优化模型添加功率平衡约束、风机光伏出力约束、蓄电池约束、电解槽出力约束、储氢罐储能约束、燃料电池出力约束和电价需求响应约束；最后对所述优化模型求解，得到所述风光蓄电池混合氢储能发电系统联合运行的最大期望。通过本发明专利技术方法可有效提高风光蓄电池混合氢储能发电系统的发电效率、环境效益、稳定性和安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种风光蓄电池混合氢储能发电系统日前优化调度方法


[0001]本专利技术属于供电管理
，更具体地，涉及一种风光蓄电池混合氢储能发电系统日前优化调度方法。

技术介绍

[0002]近年来，新能源发电中风力发电、光电发展迅速且技术比较成熟。尽管风光具有良好的互补特性可用来发电进行优化调度，但风光的随机性、波动性导致大量的弃风、弃光现象存在，在含风电、光伏的综合能源系统优化调度计及风电、光伏出力与负荷不确定性非常重要；同时储能技术日渐成熟，其灵活快捷的充放电运行方式在电力系统削峰填谷、提供备用、平抑波动等方面具有广阔的应用前景。
[0003]氢储能被认为是一种具有极大潜力的新型大规模储能技术；氢气作为一种清洁的新能源，氢能具有能量密度高、绿色无污染等许多优点，并能满足资源与环境可持续发展的要求；同时蓄电池储能装置能进行快速的充放电，从而实现较大范围的功率调节；因此可将蓄电池储能与氢储能相结合的储能方式，可以实现能量型储能与功率型储能二者之间的优势互补，从而提高风光混合储能系统日前优化调度运行的效率和安全可靠性。目前关于电氢综合能源系统研究大多忽略季节差异因素影响，忽略在需求侧引导客户改变用电习惯，在将部分调峰负荷转移到低谷的同时为客户带来收益，达到调峰补谷的目的，实现供需灵活双响应。储能装置方面蓄电池储能很少考虑蓄电池储能的寿命，从系统成本以及长期效益角度来看，需要对蓄电池装置采取充放策略；制氢储能大多考虑制氢效益，很少考虑制氢的安全性，很少考虑到电解槽和燃料电池的输出功率受到储氢罐容量的限制。
专利技术内容
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了，其目的在于提高风光蓄电池混合氢储能发电系统的发电效率、环境效益、稳定性和安全性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种风光蓄电池混合氢储能发电系统日前优化调度方法，所述方法包括：
[0006]综合考虑风光储能计划出力偏差惩罚成本、弃风弃光惩罚成本和碳排放环境效益，以风光蓄电池混合氢储能发电系统联合运行的期望最大化为优化目标构建优化模型；
[0007]为所述优化模型添加功率平衡约束、风机光伏出力约束、蓄电池约束、电解槽出力约束、储氢罐储能约束、燃料电池出力约束和电价需求响应约束；
[0008]对所述优化模型求解，得到所述风光蓄电池混合氢储能发电系统联合运行的最大期望。
[0009]优选的，所述优化模型为：
[0010][0011]其中，T表示所有时间；P
WT，t
、P
PV，t
分别为第t时段的风电、光伏出力；C
punish,t
为第t时段风光储能计划出力偏差惩罚成本；P
WTabandon,t
、P
PVabandon,t
分别为第t时段的弃风、弃光出力；分别为第t时段的弃风、弃光惩罚成本；P
EL,t
为第t时段的电解槽输入功率；P
FC,t
为燃料电池第t时段出输出功率；为碳排放环境效益；C
t0
为t时段电价；P
BAT,t
为蓄电池在t时段的出力。
[0012]优选的，所述优化模型中风光储能计划出力偏差惩罚成本为：
[0013][0014]其中，P
c,t
为t时段日前计划出力；P
TOT，t
为t时段的有功出力；C
t0
为t时段电价；I为风光联合出力的状态量；r
u
为惩罚系数；P
BATch,t
、P
BATdis,t
分别为第t时段的蓄电池储能充电、放电功率。
[0015]优选的，所述优化模型中碳排放环境效益为：
[0016][0017]其中，为二氧化碳排放速率；CS
coal
为火电供应耗煤率；是发电系统的在线发电量。
[0018]优选的，所述优化模型中功率平衡约束为：
[0019][0020]其中，P
f
{
·
}为事件持有的置信度；P
WTc,t
为t时段风电预测值；P
PVc,t
为t时段光伏预测值；P
Lc,t
为t时段负荷预测值；为t时段风电模糊参数；为t时段光伏模糊参数；为t时段负荷模糊参数；P
WT1,t
,P
WT2,t
,P
WT3,t
为风电的隶属度参数；P
PV1,t
,P
PV2,t
,P
PV3,t
为光伏的隶属度参数；P
L1,t
,P
L2,t
,P
L3,t
为负荷的隶属度参数；ω
WT1
,ω
WT2
,ω
WT3
为风电比例参数；ω
PV1
,ω
PV2
,ω
PV3
为光伏比例参数；ω
L1
,ω
L2
,ω
L3
为负荷比例参数。
[0021]优选的，所述优化模型中风机光伏出力约束为：
[0022][0023]其中，P
WT,max
、P
PV,max
分别为风力和光伏发电的最大功率。
[0024]优选的，所述优化模型中蓄电池约束包括：
[0025]荷电态约束：
[0026][0027]其中，SOC
t
、SOC
t
‑1分别为蓄电池在时间t和t
‑
1时刻的荷电态；SOC
min
为最小荷电态；SOC
max
为最大荷电态；δ为蓄电池自放电率；η
c
是蓄电池充电效率；η
d
是蓄电池放电效率；P
ch,t
为蓄电池在时间t时段充电功率；P
dis,t
为蓄电池在时间t时段放电功率；E
BAT
为蓄电池容量；Δt为时间步长；
[0028]出力约束与充放电功率限值约束：
[0029][0030]其中，P
BATmin
为蓄电池的最小出力；P
BATmax
为蓄电池的最大出力；P
BAT,t
为蓄电池在t时段的出力；P
BATdis,max
为蓄电池的最大放电功率；P
BATch,max
为蓄电池的最大充电功率；U
ch,t
、U
dis,t
分别为蓄电池t时段的充电和放电状态变量，为0时表示非，为1时表示是；
[0031]电量约束与周期始末蓄电池储能平衡约束：
[0032][0033]其中，E
min
为蓄电池的最小容量；E
t
为蓄电池在t时段的容量；E
max
为蓄电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风光蓄电池混合氢储能发电系统日前优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：综合考虑风光储能计划出力偏差惩罚成本、弃风弃光惩罚成本和碳排放环境效益，以风光蓄电池混合氢储能发电系统联合运行的期望最大化为优化目标构建优化模型；为所述优化模型添加功率平衡约束、风机光伏出力约束、蓄电池约束、电解槽出力约束、储氢罐储能约束、燃料电池出力约束和电价需求响应约束；对所述优化模型求解，得到所述风光蓄电池混合氢储能发电系统联合运行的最大期望。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化模型为：其中，T表示所有时间；P
WT，t
、P
PV，t
分别为第t时段的风电、光伏出力；C
punish,t
为第t时段风光储能计划出力偏差惩罚成本；P
WTabandon,t
、P
PVabandon,t
分别为第t时段的弃风、弃光出力；分别为第t时段的弃风、弃光惩罚成本；P
EL,t
为第t时段的电解槽输入功率；P
FC,t
为燃料电池第t时段出输出功率；为碳排放环境效益；C
t0
为t时段电价；P
BAT,t
为蓄电池在t时段的出力。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化模型中风光储能计划出力偏差惩罚成本为：其中，P
c,t
为t时段日前计划出力；P
TOT，t
为t时段的有功出力；C
t0
为t时段电价；I为风光联合出力的状态量；r
u
为惩罚系数；P
BATch,t
、P
BATdis,t
分别为第t时段的蓄电池储能充电、放电功率。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化模型中碳排放环境效益为：其中，为二氧化碳排放速率；CS
coal
为火电供应耗煤率；是发电系统的在线发电量。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化模型中功率平衡约束为：
其中，P
f
{
·
}为事件持有的置信度；P
WTc,t
为t时段风电预测值；P
PVc,t
为t时段光伏预测值；P
Lc,t
为t时段负荷预测值；为t时段风电模糊参数；为t时段光伏模糊参数；为t时段负荷模糊参数；P
WT1,t
,P
WT2,t
,P
WT3,t
为风电的隶属度参数；P
PV1,t
,P
PV2,t
,P
PV3,t
为光伏的隶属度参数；P
L1,t
,P
L2,t
,P
L3,t
为负荷的隶属度参数；ω
WT1
,ω
WT2
,ω
WT3
为风电比例参数；ω
PV1
,ω
PV2
,ω
PV3
为光伏比例参数；ω
L1
,ω
L2
,ω
L3
为负荷比例参数。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化模型中风机光伏出力约束为：其中，P
WT,max
、P
PV,max
分别为风力和光伏发电的最大功率。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化模型中蓄电池约束包括：荷电态约束：其中，SOC
t
、SOC
t
‑1分别为蓄电池在时间t和t
‑
1时刻的荷电态；SOC
min
为最小荷电态；SOC
max
为最大荷电态；δ为蓄电池自放电率；η
c
是蓄电池充电效率；η
d
是蓄电池放电效率；P
ch,t
为蓄电池在时间t时段充电功率；P
dis,t
为蓄电池在时间t时段放电功率；E
BAT
为蓄电池容量；Δt为时间步长；出力约束与充放电功率限值约束：其中，P
BATmin
为蓄电池的最小出力；P
BATmax
为蓄电池的最大出力；P
BAT,t
为蓄电池在t时段的出力；P
BATdis,max
为蓄电池的最大放电功率；P
BATch,max
为蓄电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超顺，朱甜，常鹏霞，石家康，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：