【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于综合能源系统优化调度，特别是涉及一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法。
技术介绍
1、随着清洁能源的大量接入以及用户用能需求的增加，清洁能源的波动性及其季节性将对综合能源系统的稳定运行带来不利影响，开展研究面向电氢混合储能的综合能源系统低碳经济优化调度问题具有理论价值和现实意义。
2、近年来，国内外学者针对综合能源系统优化运行进行了一系列研究，为基于电氢混合储能的综合能源系统优化调度提供了思路。孙惠娟等人提出了考虑电氢耦合和阶梯碳交易的电氢能源系统双层鲁棒规划模型，该模型具备削峰填谷作用，并可以有效提高新能源的消纳和降低系统的碳排放量。陈晚晴等人提出基于主从博弈的综合能源系统氢储能和碳捕集协同优化策略，将包含氢储能和碳捕集的园区综合能源系统交易决策模型嵌入主从博弈框架下，可降低碳排放、充分消纳风光资源、提高储能收益的有效性。构建了涉及经济、稳定、环境3方面最优的电－碳－气－绿证市场耦合下的电氢耦合系统多目标运行优化模型，所建立模型可在提高系统经济效益的同时，提升系统供能稳定性，降低碳排放量。郜捷等人构建了电氢耦合系统的技术框架，从氢能供应链的制－储－输－用4个方面评述相关技术发展趋势，进而从发电侧、电网侧和消费侧3个角度出发论述氢能对电力系统典型场景的关键支撑技术，分析支撑中国能源安全的电氢耦合系统形态。现有研究已在电氢耦合综合能源系统优化调度问题上取得较大进展，然而随着用户用能需求的增加，清洁能源的季节性波动始终被人们诟病，导致综合能源系统的供能结构更为复杂，能量利用效率降低，缺乏一种基于电氢混合储
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，以解决电氢混合储能能源系统中清洁能源的季节波动性问题，提高清洁能源利用率，实现电氢混合综合能源系统电能的低碳、经济、高效利用。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是，一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，具体步骤如下：
3、s1、采集综合能源系统的分布式光伏预测数据、热负荷和电负荷预测数据以及分布式光伏、氢气锅炉、电解槽、储氢罐、燃料电池参数；
4、s2、基于氢气锅炉、电解槽、储氢罐、燃料电池及储能电池的交互关系，建立电氢混合储能模型；
5、s3、基于s1中的各设备的参数以及s2电氢混合储能模型，考虑各环节安全运行所需条件，建立优化运行调度约束集；
6、s4、基于运行成本、碳惩罚成本、s1采集的光伏预测数据、热负荷和电负荷预测数据及s3建立的约束集，建立基于电氢混合储能的综合能源系统低碳经济优化调度模型；
7、s5、采用多目标粒子群算法求解s4中建立的模型，以光伏出力、电网购电、储能电池充放电、燃料电池放电及系统氢平衡为输出结果，得到综合能源系统优化调度方案。
8、进一步的，所述s2中所述氢气锅炉用于产生热能供暖或热水，氢气锅炉模型具体为：
9、
10、其中，pheat,gb、pgas,gb、ηgb分别为t时刻氢气锅炉的热功率、消耗功率及转换效率；qgb(t)、l、hgb(t)分别为t时刻氢气锅炉的进气量、低热值系数以及实际热值；δt为经过t时段。
11、进一步的，所述s2中，电解槽用于将电能用于水电解，将水分解成氢气和氧气；燃料电池用于将氢气直接转化为电能，储氢罐用于将生成的氢气在安全的条件下储存；
12、光伏发电量充足时，储氢罐模型如下：
13、
14、其中，c(t+1)、c(t)为t时刻及t+1时刻储氢罐的容量，ppv(t)为光伏多发的电量，为电解槽产生的氢气量，θel为电解槽的转化效率；
15、光伏产出不足时，需要燃料电池参与能源调度，储氢罐模型如下：
16、
17、其中，为储氢罐中的氢气比例，β为消耗单位质量氢气燃料电池的发电量，θfc为燃料电池的转化效率。
18、进一步的，s3中所述约束集包括供需平衡约束、设备出力约束及储能电量约束。
19、进一步的，所述供需平衡约束具体为：
20、
21、其中，ppv,t为光伏机组发电功率，pfc,t为燃料电池发电功率，pg,t为电网输入功率，pes,t为储能电池储电量，为用户侧电负荷量，pk,t为用电设备耗电量；pheat,gb为氢气锅炉热功率，为用户侧热负荷量；pel,t为电解槽供氢量，为系统氢负荷量。
22、进一步的，所述设备约束具体为：
23、pes,min≤pes,t≤pes,max
24、其中，pes,t为t时刻储能电池功率；pes,max、pes,min为储能电池功率上下限。
25、进一步的，所述储能电量约束具体为：
26、ses,min≤ses,t≤ses,max
27、cmin≤ct≤cmax
28、其中，ses,t为t时刻储能电池电量；ses,max、ses,min为储能电池电量上下限；ct为t时刻储氢罐容量；cmax、cmin为储氢罐容量上下限。
29、进一步的，所述s4基于电氢混合储能的综合能源系统低碳经济优化调度模型具体为：
30、日运行成本最小化目标函数：
31、
32、碳惩罚成本最小化目标函数：
33、
34、其中，kmc为用电设备运维系数，pk(t)为用电设备功率；kb为电网购电分时电价，pg(t)为t时刻电网购电功率；kpv为光伏机组的运行成本系数，ppv(t)为光伏输出功率，为单位co2排放的惩罚金额；ωe为电网供电的碳排放因子，t为运行时间。
35、本专利技术建立的模型利用氢储能跨季节、长周期的特性实现和电池储能的耦合互补，从而达到对能源的长时间存储，解决清洁能源的季节性波动问题。本专利技术提出一种以储氢罐、电解槽和燃料电池为主体，储能电池为辅的电氢混合储能系统，考虑储能设备之间的电氢耦合关系，充分利用储能装置实现氢能、光伏和电能的综合利用。该模型基于电氢混合储能的特性，可实现能源的完全耦合，可提高综合能源系统经济性及低碳性，提高清洁能源利用率，对于电氢耦合的综合能源系统运行规划具有参考价值。
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1.一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，所述S2中所述氢气锅炉用于产生热能供暖或热水，氢气锅炉模型具体为：
3.根据权利要求1所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，所述S2中，电解槽用于将电能用于水电解，将水分解成氢气和氧气；燃料电池用于将氢气直接转化为电能，储氢罐用于将生成的氢气在安全的条件下储存；
4.根据权利要求1所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，S3中所述约束集包括供需平衡约束、设备出力约束及储能电量约束。
5.根据权利要求4所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，所述供需平衡约束具体为：
6.根据权利要求4所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，所述设备约束具体为：
7.根据权利要求4所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，所述储能电量约束具体为：
8.根据权利要求1所述的一种基于电氢
...【技术特征摘要】
1.一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，所述s2中所述氢气锅炉用于产生热能供暖或热水，氢气锅炉模型具体为：
3.根据权利要求1所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，所述s2中，电解槽用于将电能用于水电解，将水分解成氢气和氧气；燃料电池用于将氢气直接转化为电能，储氢罐用于将生成的氢气在安全的条件下储存；
4.根据权利要求1所述的一种基于电氢混合储能的综合能源调度方法，其特征在于，s3中...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜飞，孙梦琪，郑鸿睿，刘明，李森，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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