【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能源优化规划，尤其涉及一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法及系统。
技术介绍
1、随着科技的发展和全球能源需求的增加，传统的能源主要依赖石油、煤炭等资源，但这些资源的大量使用带来了严重的环境问题和能源短缺，因此，发展可再生能源和寻找新的能源储存方式已成为全球的迫切需求。
2、氢能作为一种清洁、高效的能源载体，具有很高的能量密度和易于储存的优点，因此，氢能逐渐引起了人们的关注，其被认为是未来能源储存和利用的重要方向之一，然而，目前氢能的制备、储存和使用等方面仍存在制氢成本高、储存安全性差、使用效率不高等问题，而且现有的能源系统通常只考虑单一能源类型的利用，而没有充分考虑到不同能源类型之间的协同效应，因此，在实现能源可持续利用和减缓环境影响方面，如何有效利用氢储能与可再生能源之间的互动，提高能源运行效率成为亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法及系统，解决的技术问题是，现有的能源系统无法有效利用氢储能与可再生能源之间的互动，无法有效提高能源运行效率。
2、为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法及系统。
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，所述方法包括以下步骤：
4、获取县域电网实际运行数据，并对所述县域电网实际运行数据进行层次聚类分析，得到基于电氢储能系统与可再生能源互动的典型应用场景；p>
5、根据所述典型应用场景，构建考虑新能源消纳和含氢储能的县域综合能源优化系统；
6、建立基于县域综合能源优化系统的电氢耦合优化配置模型和约束条件；
7、利用粒子群算法求解所述电氢耦合优化配置模型，获得最优电氢运行控制参数；
8、基于最优电氢运行控制参数，确定电氢储能系统与可再生能源的协同运行优化策略。
9、在进一步的实施方案中，所述对所述县域电网实际运行数据进行层次聚类分析，得到基于电氢储能系统与可再生能源互动的典型应用场景的步骤包括：
10、对所述县域电网实际运行数据进行特征提取，得到县域电网运行特征集；
11、将所述县域电网运行特征集进行层次聚类分析，获取基于电氢储能系统与可再生能源互动的层次聚类结果，以得到若干聚类簇；所述聚类簇中包括簇潜在互动特征；
12、利用决策树算法对所述簇潜在互动特征进行学习，生成每个聚类簇的典型应用场景。
13、在进一步的实施方案中，所述根据所述典型应用场景，构建考虑新能源消纳和含氢储能的县域综合能源优化系统的步骤包括：
14、对每个聚类簇的典型应用场景进行分析，获取能源系统性能指标；所述能源系统性能指标包括能源供给规模、能源消耗规模、能源需求波动特征数据、新能源消纳和含氢储能；
15、根据所述能源系统性能指标，建立考虑新能源消纳和含氢储能的模糊控制模型；
16、基于所述模糊控制模型对预先构建的县域综合能源网络系统进行动态能源调度优化，生成考虑新能源消纳和含氢储能的县域综合能源优化系统。
17、在进一步的实施方案中，根据所述能源系统性能指标，建立考虑新能源消纳和含氢储能的模糊控制模型的步骤包括：
18、定义新能源模糊输入变量、含氢储能模糊输入变量和氢储能协同控制模糊输出变量；
19、根据所述能源系统性能指标和预先获取的控制经验集合，确定氢储能协同模糊规则；
20、根据氢储能协同模糊规则进行推理，得到氢储能协同控制模糊输出变量；
21、采用中心平均法对所述氢储能协同控制模糊输出变量进行分析，得到模糊控制模型。
22、在进一步的实施方案中，所述电氢耦合优化配置模型包括运行经济性目标函数和能源利用效率目标函数，其中，所述运行经济性目标函数具体为：
23、
24、式中，f1表示运行经济性目标函数；表示第i个能源的单位成本；pi表示第i个能源的发电量；表示第h个含氢储能设备的单位成本；qh表示第h个含氢储能设备的储能量；表示第e个输配电设备的单位成本；ze表示第e个输配电设备的电量；i表示能源个数；h表示含氢储能设备个数；e表示输配电设备个数；
25、所述能源利用效率目标函数具体为：
26、
27、式中，f2表示能源利用效率目标函数；ai表示第i个能源利用的能源量；atotal表示总能源消耗量。
28、在进一步的实施方案中，所述电氢耦合优化配置模型的约束条件包括能源供需平衡约束条件、含氢储能的储能容量限制约束条件和新能源消纳率限制约束条件，其中，能源供需平衡约束条件具体为：
29、
30、式中，pload表示能源消耗的需求量；
31、含氢储能的储能容量限制约束条件具体为：
32、
33、式中，qstorage_max表示含氢储能的最大储能容量；
34、新能源消纳率限制约束条件具体为：
35、
36、式中，bj表示第j个可再生能源的发电量；j表示新能源个数；α表示可再生能源的最小比例。
37、在进一步的实施方案中，所述利用粒子群算法求解所述电氢耦合优化配置模型，获得最优电氢运行控制参数的步骤包括：
38、初始化粒子群算法参数，所述粒子群算法参数包括粒子数、迭代次数、学习因子和惯性权重；
39、随机初始化粒子的位置和速度，并将所述电氢耦合优化配置模型的约束条件转化为惩罚函数，并将惩罚函数添加到目标函数中，每个粒子表示电氢运行控制参数的组合；
40、根据粒子的当前位置，通过梯度下降法计算电氢耦合优化配置模型的目标函数梯度；
41、根据粒子的当前位置和目标函数梯度，利用牛顿法计算得到下一次迭代方向；
42、根据所述下一次迭代方向确定当前粒子步长，并根据所述当前粒子步长和惩罚函数，更新粒子的速度和位置，重复该步骤，直到根据电氢耦合优化配置模型目标函数的值和预先设定的电氢耦合优化阈值检测到粒子群算法收敛，输出最优电氢运行控制参数。
43、第二方面，本专利技术提供了一种基于氢储能协同的综合能源运行优化系统，所述系统包括：
44、数据获取模块，用于获取县域电网实际运行数据，并对所述县域电网实际运行数据进行层次聚类分析，得到基于电氢储能系统与可再生能源互动的典型应用场景；
45、系统构建模块，用于根据所述典型应用场景，构建考虑新能源消纳和含氢储能的县域综合能源优化系统；
46、模型建立模块，用于建立基于县域综合能源优化系统的电氢耦合优化配置模型和约束条件；
47、模型求解模块，用于利用粒子群算法求解所述电氢耦合优化配置模型，获得最优电氢运行控制参数；
48、策略确定模块，用于基于最优电氢运行控制参数，确定电氢储能系统与可再生能源的协本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述对所述县域电网实际运行数据进行层次聚类分析，得到基于电氢储能系统与可再生能源互动的典型应用场景的步骤包括：
3.如权利要求2所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述根据所述典型应用场景，构建考虑新能源消纳和含氢储能的县域综合能源优化系统的步骤包括：
4.如权利要求3所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述根据所述能源系统性能指标，建立考虑新能源消纳和含氢储能的模糊控制模型的步骤包括：
5.如权利要求1所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述电氢耦合优化配置模型包括运行经济性目标函数和能源利用效率目标函数，其中，所述运行经济性目标函数具体为：
6.如权利要求5所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述电氢耦合优化配置模型的约束条件包括能源供需平衡约束条件、含氢储能的储能容量限制约
7.如权利要求1所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述利用粒子群算法求解所述电氢耦合优化配置模型，获得最优电氢运行控制参数的步骤包括：
8.一种基于氢储能协同的综合能源运行优化系统，其特征在于，所述系统包括：
9.一种计算机设备，其特征在于：包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述计算机设备执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述对所述县域电网实际运行数据进行层次聚类分析，得到基于电氢储能系统与可再生能源互动的典型应用场景的步骤包括：
3.如权利要求2所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述根据所述典型应用场景，构建考虑新能源消纳和含氢储能的县域综合能源优化系统的步骤包括：
4.如权利要求3所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述根据所述能源系统性能指标，建立考虑新能源消纳和含氢储能的模糊控制模型的步骤包括：
5.如权利要求1所述的一种基于氢储能协同的综合能源运行优化方法，其特征在于，所述电氢耦合优化配置模型包括运行经济性目标函数和能源利用效率目标函数，其中，所述运行经济性目标函数具体为：
6.如权利要求5所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴新华，钱芳，陈楠，刘雅君，唐毅博，池峰，卢陈璐，童翔，叶吉超，胡志宏，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司丽水供电公司，
类型：发明
国别省市：
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