【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，具体涉及到一种计及新能源高水平消纳的电-氢转换综合能源系统规划方法，
技术介绍
1、近年来，中国以风电、光伏发电为特征的新能源装机规模稳居全球首位，发电量占比稳步提升，成本快速下降，已基本进入平价无补贴发展的新阶段。已明确到2030年，风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。《“十四五”可再生能源发展规划》中指出，我国可再生能源将进入高质量跃升发展新阶段。
2、面对大规模高比例新能源接网，电力系统很容易出现消纳适应性不足等问题，这意味着新能源的开发利用可能会导致大规模弃风、弃光。即在风力发电和光伏发电中，由于电网容量或需求限制，无法充分利用可用的风能或太阳能资源而不得不放弃的一部分发电量。因此，新能源的发展面临既要大规模地开发、又要高水平消纳，更要保障电力安全可靠供应等多重挑战，其中高水平消纳，是指电网或能源系统能够接纳并有效利用大量可再生能源产生的电力。
3、现有电网接纳能力有限，可再生能源的间歇性和不可预测性、可再生能源产量与电力需求不同步导致供需不平衡，是实现可再生能源高水平消纳的主要障碍，而有效的能量储存技术是实现高水平消纳的关键。基于“水电解制氢-储氢-氢燃料电池发电”原理构建的清洁氢储能技术受到广泛关注，它不仅有助于可再生能源就地使用，还能够借助管道或拖车实现远距离输运。与蓄电池相比，氢储能技术具备长期、大容量储能等优点，并有希望实现季节性能量存储，为解决可再生能源的间歇性提供了可行性方案。
技术实现思路
1、本专利技
2、计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法，其中电-氢转换涉及到：风力发电机组、光伏发电机组、上层电网、水电解制氢槽、储氢罐、燃料电池、以及蓄电池等。规划方法包括以下步骤：
3、(1)构建包含氢储能系统能量转换设备的电-氢转换综合能源系统模型；
4、(2)根据设备初始投资成本、运维成本、购能成本、上层电网发电co2排放系数以及弃风弃光量，确定综合能源系统的多目标函数，包含年均成本、co2排放量和弃风弃光率；
5、(3)根据设备运行条件和能量平衡关系，确定综合能源系统规划的约束条件；
6、(4)通过多目标优化算法，对综合能源系统中的可再生能源的装机容量及其配套能量转换设备容量进行优化配置。
7、在本专利技术提供的计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法中，分别建立了光伏发电机组、风力发电机组、氢储能系统、蓄电池的功率模型，并建立了年均成本、co2年排放量和弃风弃光率等目标函数及相应的约束条件。采用多目标优化算法求解了年均成本最小、co2年排放量最小和弃风弃光率最低时的可再生能源装机容量，以及各能量转换设备配置容量。在确保新能源高水平消纳的同时，大大降低了年均成本，提高了低碳化水平。
8、本专利技术的特点以及有益效果是，
9、(1)基于电-氢转换储能原理，将氢储能系统与蓄电池作为能量转换设备，构建了一套可再生能源、上层电网与能量转换设备相互配合提供电负荷的综合能源系统，很好地提高了能源系统的可再生能源消纳水平。
10、(2)结合全生命周期成本与运维成本，提供了更全面的能源系统年均经济成本计算方法，并且针对可再生能源特点，引入弃风弃光惩罚项，以此量化因电网容量限制而未能利用的能源经济损失。
11、(3)通过平衡不同的优化目标，为综合能源系统提供了一个经济成本最小化、co2排放最低和弃风弃光率最低的配置方案，不仅促进了可再生能源的有效利用，也确保了能源系统运行的经济性和环境可持续性，为能源系统规划者和决策者提供了一种实用的工具。
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1.计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法，其中电-氢转换涉及到：风力发电机组、光伏发电机组、上层电网、水电解制氢槽、储氢罐、燃料电池、以及蓄电池，其特征在于：规划方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法，其特征在于：所述步骤(1)中综合能源系统模型的建立，其综合能源系统由风力发电机组、光伏发电机组、上层电网、水电解制氢槽、储氢罐、燃料电池、以及蓄电池组成，电负荷由风力、光伏、上层电网、燃料电池和蓄电池供应；
3.根据权利要求1所述的计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法，其特征在于：所述步骤(2)中综合能源系统多目标函数的确定，包含年均成本、CO2排放量和弃风弃光率，其中：
4.根据权利要求1所述的计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法，其特征在于：所述步骤(3)中约束条件包括：设备运行约束和能量守恒约束，其中：
5.根据权利要求1所述的计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法，其特征在于：所述步骤(4)中多目标优化算法包括：多目标遗传算法、多目标粒子群优化算法、NSGA
...【技术特征摘要】
1.计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法，其中电-氢转换涉及到：风力发电机组、光伏发电机组、上层电网、水电解制氢槽、储氢罐、燃料电池、以及蓄电池，其特征在于：规划方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的计及新能源高水平消纳的综合能源系统规划方法，其特征在于：所述步骤(1)中综合能源系统模型的建立，其综合能源系统由风力发电机组、光伏发电机组、上层电网、水电解制氢槽、储氢罐、燃料电池、以及蓄电池组成，电负荷由风力、光伏、上层电网、燃料电池和蓄电池供应；
3.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘军，张行，冯可莹，卓煜，陈蔼峻，詹之林，黄子娟，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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