基于可再生能源制氢的加氢网络的确定方法技术

本申请公开了基于可再生能源制氢的加氢网络的确定方法，包括：确定所述加氢网络中加氢站信息，所述加氢站信息包括加氢站位置及各加氢站的氢气需求量；至少基于氢气供应成本和加氢网络中的氢气输送量，构建加氢网络的双目标规划模型；至少利用所述加氢站信息，求解所述双目标规划模型，确定出制氢点信息，所述制氢点信息包括：制氢点位置

【技术实现步骤摘要】
基于可再生能源制氢的加氢网络的确定方法


[0001]本申请涉及氢能产业设施规划
，尤其涉及一种基于可再生能源制氢的加氢网络的确定方法
。

技术介绍

[0002]氢气具有零排放
、
来源广
、
应用多的优势，是交通运输领域大规模深度脱碳的最佳选择，开发利用氢气已成为能源转型的主要方向之一
。
[0003]氢气是可再生资源，它可以从多种一次能源中通过多种途径生产，但只有可再生能源电解水制氢才能实现真正的零碳排放
。
因此具备制氢能力的可再生能源电站，如风电场和光伏电站，都可以被视为制氢点
。
加氢站的氢气由制氢点提供，但单个制氢点的产能未必能满足加氢站的氢气需求，因此需要多个制氢点联合向加氢站供氢
。
同时，可再生能源电力价格差异导致制氢点的制氢成本产生差异，制氢点与加氢站的距离不同令运输成本也不同，因此加氢设施网络中的氢气供应成本会受到影响
。
[0004]有鉴于此，需要针对加氢设施网络的有效规划方案
。

技术实现思路

[0005]本申请提供了基于可再生能源制氢的加氢网络的确定方法，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题
。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了基于可再生能源制氢的加氢网络的确定方法，包括：确定所述加氢网络中加氢站信息，所述加氢站信息包括加氢站位置及各加氢站的氢气需求量；至少基于氢气供应成本和加氢网络中的氢气输送量，构建加氢网络的双目标规划模型；至少利用所述加氢站信息，求解所述双目标规划模型，确定出制氢点信息，所述制氢点信息包括：制氢点位置
、
各制氢点对加氢站的氢气供应量及储运方式
。
[0007]可选地，在根据本申请的方法中，氢气的储运方式包括储存方式为气态氢且运输方式为长管拖车
、
储存方式为液态氢且运输方式为液氢罐车
。
[0008]可选地，根据本申请的方法还包括：基于制氢成本
、
氢气储存成本和氢气输送成本，确定加氢网络的氢气供应成本；至少基于加氢网络中制氢点与加氢站间的氢气输送量，确定所述加氢网络的稳定性；以所述氢气供应成本最小为第一目标
、
加氢网络稳定性最高为第二目标，构建所述双目标规划模型
。
[0009]可选地，根据本申请的方法还包括：基于各制氢点的单位制氢成本和各加氢站对各制氢点的氢气需求量，确定所述制氢成本；基于不同储运方式下的储存成本
、
以及各加氢站对各制氢点的氢气需求量，确定所述氢气储存成本；基于不同储运方式下的运输成本
、
以及各加氢站对各制氢点的氢气需求量，确定所述氢气输送成本；以及利用所述制氢成本
、
所述氢气储存成本和所述氢气输送成本之和，得到所述氢气供应成本
。
[0010]可选地，根据本申请的方法还包括：连接制氢点和加氢站，作为所述加氢网络的边，并以制氢点与加氢站间的氢气输送量作为对应边的边权；基于加氢网络的总边数和边
权，确定出加氢网络的稳定性
。
[0011]可选地，在根据本申请的方法中，双目标规划模型还包括第二约束条件，所述第二约束条件至少包括：制氢点的氢气供应能力约束
、
加氢站的氢气需求约束
、
氢气供需平衡约束
、
氢气储运方式约束
。
[0012]可选地，根据本申请的方法还包括：根据各氢气需求点的氢燃料电池汽车数量
、
日加氢需求量
、
年运营时间，确定各氢气需求点的氢气需求量；通过各氢气需求点及其氢气需求量，求解加氢站选址模型，以从加氢站候选点中确定出加氢站信息，其中所述加氢站选址模型包括加氢站选址目标函数及第一约束条件，且所述加氢站选址目标函数以加氢站建设运营成本最小和加氢站选址惩罚成本最小为目标
。
[0013]可选地，在根据本申请的方法中，加氢站选址目标函数表示为：
[0014][0015]式中，
C
j
为加氢站
j
的建设运营成本；
X
j
为0‑1变量，取值为0时表示加氢站候选点
j
不被选为加氢合建站，取值为1时表示加氢站候选点
j
被选为加氢合建站；
d
jk
为加氢站候选点
j
到不可建站区域中心
k
的距离；
p(d
jk
)
为惩罚项
。
[0016]可选地，根据本申请的方法还包括：基于各应用场景下的氢燃料电池汽车预测量
、
各氢气需求点在各应用场景下的运输数据，确定出各氢气需求点的氢燃料电池汽车数量，其中，所述应用场景包括：货运干线运输
、
货运城市配送
、
公交
、
通勤客运
、
环卫和邮政
。
[0017]可选地，在根据本申请的方法中，各氢气需求点的氢燃料电池汽车数量表示为：
[0018][0019]式中，
CP
ia
为第
i
个氢气需求点在应用场景
a
下的氢燃料电池汽车数量；
i
为氢气需求点编号，
i∈{1
，2，3，
…
，
m}
；
a
为氢燃料电池汽车的应用场景，
a∈{1
，2，3，
…
，
6}
；
CP
a
为应用场景
a
下的氢燃料电池汽车预测量；
P
ia
表示第
i
个氢气需求点在应用场景
a
下的运输数据
。
[0020]可选地，在根据本申请的方法中，第一约束条件包括：加氢站供应约束
、
服务半径约束
、
需求点氢气需求量约束
、
加氢站的数量下限约束
、
惩罚项约束和决策变量约束
。
[0021]根据本申请的再一方面，提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器存储器；一个或多个程序，其中所述一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行如上任一方法的指令
。
[0022]根据本申请的再一方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，一个或多个程序包括指令，指令在被计算设备执行时，使得计算设备执行如上所述的任一方法
。
[0023]综上所述，根据本申请的方案，以满足氢气终端应用为前提，考虑可再生能源制氢模式，聚焦加氢设施的布局优化问题，并分两阶段进行布局优化
。
第一阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于可再生能源制氢的加氢网络的确定方法，包括：确定所述加氢网络中加氢站信息，所述加氢站信息包括加氢站位置及各加氢站的氢气需求量；至少基于氢气供应成本和加氢网络中的氢气输送量，构建加氢网络的双目标规划模型；至少利用所述加氢站信息，求解所述双目标规划模型，确定出制氢点信息，所述制氢点信息包括：制氢点位置
、
各制氢点对加氢站的氢气供应量及储运方式
。2.
如权利要求1所述的方法，其中，氢气的储运方式包括储存方式为气态氢且运输方式为长管拖车
、
储存方式为液态氢且运输方式为液氢罐车
。3.
如权利要求1或2所述的方法，其中所述至少基于氢气供应成本和加氢网络中的氢气输送量，构建加氢网络的双目标规划模型，包括：基于制氢成本
、
氢气储存成本和氢气输送成本，确定加氢网络的氢气供应成本；至少基于加氢网络中制氢点与加氢站间的氢气输送量，确定所述加氢网络的稳定性；以所述氢气供应成本最小为第一目标
、
加氢网络稳定性最高为第二目标，构建所述双目标规划模型
。4.
如权利要求3所述的方法，其中，所述基于制氢成本
、
氢气储存成本和氢气输送成本，确定加氢网络的氢气供应成本，包括：基于各制氢点的单位制氢成本和各加氢站对各制氢点的氢气需求量，确定所述制氢成本；基于不同储运方式下的储存成本
、
以及各加氢站对各制氢点的氢气需求量，确定所述氢气储存成本；基于不同储运方式下的运输成本
、
以及各加氢站对各制氢点的氢气需求量，确定所述氢气输送成本；以及利用所述制氢成本
、
所述氢气储存成本和所述氢气输送成本之和，得到所述氢气供应成本
。5.
如权利要求3或4所述的方法，其中，所述至少基于加氢网络中制氢点与加氢站间的氢气输送量，确定所述加氢网络的稳定性，包括：连接制氢点和加氢站，作为所述加氢网络的边，并以制氢点与加氢站间的氢气输送量作为对应边的边权；基于加氢网络的总边数和边权，确定出加氢网络的稳定性

【专利技术属性】
技术研发人员：张硕，李英姿，陈丽，徐振晧，耿子涵，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：