一种电-储-氢能量管理系统的多目标优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电

【技术实现步骤摘要】
一种电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及能量调度领域和新能源
，特别涉及一种电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]光伏、风电以及电池储能装置等清洁能以家居分布、楼宇分布或者偏远地区分布等形式接入电网或孤岛运行，节能环保是当今供电系统的重要任务之一，而其运行控制的核心可以概括为“自治独立、协调互济”。
[0004]随着技术的进步，氢能逐渐成为研究者的研究方向之一，氢能可做到零碳排放量的目标，其制造可由风光发电机组富裕的电量完成，将氢能存储在储氢罐亦作为燃料电池使用，氢能使用场景有新型氢能公交车等。
[0005]而对于上述光伏、风电、电池储能装置、氢能等清洁能源，能量管理对于降低供能系统的运行成本和碳排放是必不可少的，但这些目标可能受到电力市场价格、清洁能源发电和负荷等因素的影响。供能系统的能量管理系统(Energy Management System，EMS)是其控制层的重要组成部分，可以通过调度能源单元、与电网的功率交换以及控制柔性负荷等来解决上述因素的影响，实现降低运行成本和碳排放的目标。
[0006]专利技术人发现，当下各种EMS都有着一定的缺陷，比如有的EMS假设对于各种能源发电和负荷需求的预测是完美的；有的EMS可以通过采用在线测量来克服各种能源发电和负荷需求的预测不实际预测，但无法实现电池存储装置的有效利用；有的EMS在实现供能系统多目标(如经济目标和环境目标)优化方案时，依赖于约束条件的满足，难以找寻最优的实现方案。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法及系统，使电池储能装置参与电网的“削峰填谷”，在实现经济优化目标的同时，实现了环境优化目标。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术第一方面提供了一种电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法。
[0010]一种电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法，包括以下过程：
[0011]获取电
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储
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氢能量管理系统的参量数据；
[0012]根据获取的参量数据，以能量管理系统的经济目标函数最小为第一目标函数，以环境影响函数最小为第二目标函数，以两者的加权和为多目标函数进行多目标优化，得到电
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储
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氢供能系统各单元的期望功率；
[0013]其中，以单采样周期内条件李雅普诺夫漂移为第一变量，以在最小成本和稳定队列之间进行折衷的正惩罚时变系数与虚拟队列约束下电
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储
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氢供能系统的总运行成本期
望值的乘积为第二变量，能量管理系统的经济目标函数为第一变量与第二变量的加和。
[0014]作为本专利技术第一方面进一步的限定，正惩罚时变系数随时间的增长而增大。
[0015]作为本专利技术第一方面进一步的限定，环境影响函数为常规发电机组的发电功率、电
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储
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氢供能系统与主电网交换的电能、光伏发电功率、风力发电功率和电池储能装置的输出功率的加权和。
[0016]作为本专利技术第一方面更进一步的限定，根据常规发电机组的发电功率、电
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储
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氢供能系统与主电网交换的电能、光伏发电功率、风力发电功率和电池储能装置的输出功率的权重系数，确定第一目标函数和第二目标函数的权重。
[0017]作为本专利技术第一方面进一步的限定，根据电池储能系统的存储能级、电池储能系统充放电状态变化、容迟负荷和柔性负荷，确定虚拟队列。
[0018]作为本专利技术第一方面进一步的限定，当电价处于尖峰段或者峰段时，基于充/放电惩罚的能量管理优化策略，使得电池储能装置处于放电状态；当电价处于谷段或者深谷段时，基于充/放电惩罚的EMS优化策略，使得电池储能装置处于充电状态；
[0019]基于充/放电惩罚的能量管理优化策略，包括：
[0020]第一惩罚因子和第二惩罚因子，分别乘以电池储能装置的充电成本函数和放电成本函数，结合制氢所需电能，得到分布式能源
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电池储能
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储氢罐装置的运行成本函数中。
[0021]本专利技术第二方面提供了一种电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化系统。
[0022]一种电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化系统，包括：
[0023]数据获取模块，被配置为：获取电
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储
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氢能量管理系统的参量数据；
[0024]多目标优化模块，被配置为：根据获取的参量数据，以能量管理系统的经济目标函数最小为第一目标函数，以环境影响函数最小为第二目标函数，以两者的加权和为多目标函数进行多目标优化，得到电
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储
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氢供能系统各单元的期望功率；
[0025]其中，以单采样周期内条件李雅普诺夫漂移为第一变量，以在最小成本和稳定队列之间进行折衷的正惩罚时变系数与虚拟队列约束下电
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储
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氢供能系统的总运行成本期望值的乘积为第二变量，能量管理系统的经济目标函数为第一变量与第二变量的加和。
[0026]作为本专利技术第二方面进一步的限定，多目标优化模块中，当电价处于尖峰段或者峰段时，基于充/放电惩罚的能量管理优化策略，使得电池储能装置处于放电状态；当电价处于谷段或者深谷段时，基于充/放电惩罚的EMS优化策略，使得电池储能装置处于充电状态；
[0027]基于充/放电惩罚的能量管理优化策略，包括：
[0028]第一惩罚因子和第二惩罚因子，分别乘以电池储能装置的充电成本函数和放电成本函数，结合制氢所需电能，得到分布式能源
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电池储能
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储氢罐装置的运行成本函数中。
[0029]本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法中的步骤。
[0030]本专利技术第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法中的步骤。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法，其特征在于，包括以下过程：获取电
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储
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氢能量管理系统的参量数据；根据获取的参量数据，以能量管理系统的经济目标函数最小为第一目标函数，以环境影响函数最小为第二目标函数，以两者的加权和为多目标函数进行多目标优化，得到电
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储
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氢供能系统各单元的期望功率；其中，以单采样周期内条件李雅普诺夫漂移为第一变量，以在最小成本和稳定队列之间进行折衷的正惩罚时变系数与虚拟队列约束下电
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储
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氢供能系统的总运行成本期望值的乘积为第二变量，能量管理系统的经济目标函数为第一变量与第二变量的加和。2.如权利要求1所述的电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法，其特征在于，正惩罚时变系数随时间的增长而增大。3.如权利要求1所述的电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法，其特征在于，环境影响函数为常规发电机组的发电功率、电
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储
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氢供能系统与主电网交换的电能、光伏发电功率、风力发电功率和电池储能装置的输出功率的加权和。4.如权利要求3所述的电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法，其特征在于，根据常规发电机组的发电功率、电
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储
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氢供能系统与主电网交换的电能、光伏发电功率、风力发电功率和电池储能装置的输出功率的权重系数，确定第一目标函数和第二目标函数的权重。5.如权利要求1所述的电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法，其特征在于，根据电池储能系统的存储能级、电池储能系统充放电状态变化、容迟负荷和柔性负荷，确定虚拟队列。6.如权利要求1所述的电
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储
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氢能量管理系统的多目标优化方法，其特征在于，当电价处于尖峰段或者峰段时，基于充/放电惩罚的能量管理优化策略，使得电池储能装置处于放电状态；当电价处于谷段或者深谷段时，基于充/放电惩罚的EMS优化策略，使得电池储能装置处于充电状态；基于充/放电惩罚的能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞琪，刘继彦，鞠文杰，李延真，石立国，段宏伯，刘肖琳，于立涛，李东，汪媛，王亮，张晓磊，卢志鹏，胡洋，关雪琳，姜鹏，撖奥洋，刘同同，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：