【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统低碳运行领域，特别涉及一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法。
技术介绍
1、在全球化石能源紧缺的背景下，氢能作为一种优质的清洁能源，除低碳环保外，还具有可大规模运输、长时间存储等优势，在运输、工业、生产和储能等领域应用广泛。目前，可再生能源装机容量的迅速增长使得电力系统(electric power system,eps)难以适应如此高程度的可再生能源渗透率，通过电解技术制造氢气将可再生能源多余产生的电能转换成氢能。因此，构建电力系统和氢能系统(hydrogen energy system,hes)组成的电-氢系统(electricity-hydrogen energy system,ehs)是未来电力系统发展的重要方向。
2、电-氢系统需要考虑氢能的运输，氢能运输不同于电能传输，现有技术中，氢能常以气态形态通过mtv运输，然而，气态氢能储氢密度低，运输前需要压缩耗能，在运输过程中容易出现氢气泄露和易燃易爆等安全问题，对储氢容器耐压要求高，导致其运输成本高、安全性较差。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，在确保ehs安全运行的前提下，将氢能以固态形态从制氢厂运往各个加氢站，降低系统的运行成本并降低氢能运输的安全隐患。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，包括如下步骤：>
3、s1、构建镁基运输车装卸氢能运行模型；
4、s2、构建电-氢系统协同优化调度目标函数；
5、s3、构建电-氢系统协同优化调度约束条件，包括制氢厂运行约束、mtv运氢约束、加氢站运行约束和电力系统运行约束；
6、s4、考虑风能的不确定性，使用信息间隙决策理论，构建利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度模型；
7、s5、针对不同偏差因子对调度模型进行求解，根据目标函数和约束条件，利用数学规划模型求解器对利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度模型进行求解，最大限度降低系统运行成本。
8、优选的方案中，所述步骤s1中，镁基运输车装卸氢能运行模型包括mtv装氢约束、mtv运氢约束和mtv卸氢约束；
9、1)mtv装氢约束表达式如下：
10、
11、
12、
13、
14、
15、
16、
17、上式表示mtv装氢过程，式中，pa为镁吸收氢气时系统内的压强；ppr为镁吸收氢气时的平衡压强；ea为吸氢活化能；δha为吸氢反应热；δsa为吸氢反应熵；ta为镁吸收氢气时稳态温度；rg为理想气体常数；p0为大气压强；为时段t制氢厂h吸收氢气时速率；momgh为氢化镁的摩尔质量；为时段t制氢厂h中金属镁的质量；为时段t制氢厂h中氢化镁的质量；sc为化学反应计量数；ka为吸氢指前因子；为时段t制氢厂h的最大吸氢量；δt为时间间隔；为时段t制氢厂h中氢化镁内氢元素物质的量；为时段t制氢厂h中氢化镁内氢元素的总质量；为时段t制氢厂h中氢气的质量；moh为氢气的摩尔质量；wt％为氢化镁的储氢百分比；为制氢厂向mtv装载的总氢；为时段t制氢厂h产生的氢气中，直接装入mtv的氢；为时段t制氢厂h装载到mtv的氢；
18、2)mtv运氢约束的表达式如下：
19、
20、
21、
22、na-1≥na·ur,r',c+xr,c-xr',c (11)
23、上式表示mtv运氢时的路线选择，式中，nh表示制氢厂的个数；nr表示加氢站的个数；nh'为虚拟节点，表示mtv运输完成后返回的制氢厂个数；ur,r',c表示是否有第c辆mtv将氢化镁从r地运往r'地，na为mtv行驶回路中所含的所有制氢厂和加氢站数量，xr,c和xr',c为引入的辅助变量。
24、
25、
26、
27、上式表示mtv运氢所需的时间，式中，为第c辆mtv到达r地的时间；为第c辆mtv从r地到r'地的行驶时间；为卸载氢化镁所需时间；为0/1变量，表示第c辆mtv是否在r地卸载氢化镁；dr,r'为r地和r'地之间的距离；vr,r',c为第c辆mtv在r地和r'地间的行驶速度；为第c辆mtv到达r地的最早时间；为第c辆mtv到达r地的最晚时间，m为一个足够大的数；为第c辆mtv到达r’地的时间。
28、3)mtv卸氢约束的表达式如下：
29、
30、
31、
32、
33、上式表示mtv卸氢过程中的氢能平衡，式中，nb为mtv到达加氢站的时间集合；为时段t从mtv运输到r地的总氢；为第c辆mtv运输到r地的氢；为时段t加氢站r的氢气量；为时段t加氢站r中氢化镁的氢元素的总质量；为离开r地时第c辆mtv内的含氢量；为离开r’地时第c辆mtv内的含氢量；为第c辆mtv运输到r’地的氢；为离开r地时第c辆mtv内的最小含氢量；为离开r地时第c辆mtv内的最大含氢量；
34、
35、
36、
37、
38、
39、
40、上式表示mtv卸氢过程，式中，pref为氢化镁释放氢气时的平衡压强；δhre为放氢反应热；tr氢化镁释放氢气时稳态温度；ere为放氢活化能；δsre为放氢反应熵；为时段t加氢站r释放氢气时速率；kre为放氢指前因子；pre为氢化镁释放氢气时系统内的压强；为时段t加氢站r中氢化镁的质量；为时段t加氢站r最大放氢量；为时段t加氢站r中氢化镁释放氢气的物质的量；为时段t加氢站r中氢化镁释放氢气的物质的量。
41、优选的方案中，所述步骤s2中，电-氢系统协同优化调度目标函数的构建如下：
42、电-氢系统协同优化调度目标函数以运行成本f最低为目标，主要包括eps运行成本和mtv运输成本，其表达式如下：
43、minf＝feps+ftra (25)
44、式中，feps为eps运行成本；ftra为mtv运氢成本；
45、所述的eps运行成本feps表达式为：
46、
47、式中，和分别为火电机组启动成本和关闭成本；为火电机组的空载成本；为火电机组的运行成本；和为0/1状态变量，表示火电机组的启动状态和关闭状态；vi,t为0/1状态变量，表示火电机组是否运行；为火电机组的运行功率；ng为系统内的火电机组集合；
48、所述的mtv运输成本ftra表达式为：
49、
50、式中，为第c辆mtv的固定运输成本，为t时段第c辆mtv的行驶成本，ηr,r'为r地与r’地之间的距离。nc为mtv数量集合。
51、优选的方案中，所述步骤s3中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，所述步骤S1中，镁基运输车装卸氢能运行模型包括MTV装氢约束、MTV运氢约束和MTV卸氢约束；
3.根据权利要求1所述的一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，所述步骤S2中，电-氢系统协同优化调度目标函数的构建如下：
4.根据权利要求1所述的一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，所述步骤S3中，电-氢系统协同优化调度约束条件的表达式如下：
5.根据权利要求1所述的一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，所述步骤S4中，利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度模型如下：
6.根据权利要求5所述的一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，所述步骤S4中，风电出力不确定集合表达式如下：
【技术特征摘要】
1.一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，所述步骤s1中，镁基运输车装卸氢能运行模型包括mtv装氢约束、mtv运氢约束和mtv卸氢约束；
3.根据权利要求1所述的一种利用镁基运输车运输氢能的电-氢系统协同优化调度方法，其特征在于，所述步骤s2中，电-氢系统协同优化调度目标函数的构建如下：
4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭洪，王宇炜，邵筑，王秋杰，翁汉琍，李振兴，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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