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恭喜国网上海市电力公司;湖南工业大学窦真兰获国家专利权

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龙图腾网恭喜国网上海市电力公司;湖南工业大学申请的专利一种含电-氢-电能源枢纽的综合能源系统的优化调度方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119130069B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411285290.9,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权一种含电-氢-电能源枢纽的综合能源系统的优化调度方法是由窦真兰;张春雁;姜飞;张晓嘉;李子康;李中豪;何东;兰征;郏琨琪;孙辰;赵雅婷设计研发完成,并于2024-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。

一种含电-氢-电能源枢纽的综合能源系统的优化调度方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种含电‑氢‑电能源枢纽的综合能源系统的优化调度方法,涉及能源转换效率分析技术领域,解决了现有含电‑氢‑电能源枢纽的综合能源系统调度方式难以保证电网供需平衡的问题。该方法包括:以含电‑氢‑电转换枢纽的综合能源系统的运行总利润最大化为目标构建综合能源系统优化调度模型的目标函数;以电氢耦合系统的功率平衡约束、电制氢功率约束、功率上下限约束、柔性负荷需求响应约束、氢能流平衡约束为约束构建综合能源系统优化调度模型的约束条件;求解所述综合能源系统优化调度模型,得到综合能源系统的优化调度策略。

本发明授权一种含电-氢-电能源枢纽的综合能源系统的优化调度方法在权利要求书中公布了:1.一种含电-氢-电能源枢纽的综合能源系统的优化调度方法,其特征在于,所述方法包括:以含电-氢-电转换枢纽的综合能源系统的运行总利润最大化为目标构建综合能源系统优化调度模型的目标函数;以电氢耦合系统的功率平衡约束、电制氢功率约束、功率上下限约束、柔性负荷需求响应约束、氢能流平衡约束为约束构建综合能源系统优化调度模型的约束条件;求解所述综合能源系统优化调度模型,得到综合能源系统的优化调度策略;在以含电-氢-电转换枢纽的综合能源系统的运行总利润最大化为目标构建的综合能源系统优化调度模型的目标函数表示为:maxI=R1+R2+R3+R4-C1+C2+C3+C41其中,I表示含电-氢-电转换枢纽的综合能源系统的运行总利润;R1、R2、R3、R4分别表示从能源市场和氢能市场获得的收入、从容量市场获得的收入、通过部署AGC对发电机组进行频率调节获得的收入、调峰收入;C1、C2、C3、C4分别表示能源机组的运行成本、电氢转换装置的运行成本、机会成本、可削减负荷补偿成本;AGC是用于调节发电机组输出功率的自动控制系统;所述电氢耦合系统的功率平衡约束表示为: 式中:P1t、分别表示新能源机组、火电机组在t时段的出力;为氢储能在t时段的出力;为负荷节点d在t时段的电负荷;D为负荷节点总数;P3t为电解槽在t时段的制氢功率;所述电制氢功率约束表示为: 式中:P1i,t、分别为新能源场站i在t时段的输出功率、提供的负荷功率、弃电功率;为新能源场站i内电解槽在t时段的输入功率;所示功率上下限约束表示为: 式中:分别表示火电机组的最小出力、最大出力,P1max表示预测的新能源机组的最大出力;所述柔性负荷需求响应约束表示为: 式中:为t时段削减前的原始负荷功率,为t时段削减的负荷功率,εmax为单位时间最大负荷削减率,Emax为调度时间内最大总负荷削减率;T表示优化周期;所述氢能流平衡约束表示为:Qa,t+Qb,t=Qc,t+Qd,t+Qf,t9式中:Qa,t表示电解槽在t时段通过电解水所产生的氢气质量,Qb,t表示储氢罐在t时段的氢气输出量,Qc,t表示燃料电池在t时段的耗氢量,Qd,t表示t时段储氢罐的氢气输入量,Qf,t表示t时段的售氢量;从能源市场和氢能市场获得的收入R1表示为: 式中,表示t时段注入电网的电价,分别表示新能源机组、火电机组在t时段的发电功率预测值;表示t时段出售氢气的价格,Qf,t表示t时段的售氢量;Δt表示时间尺度;从容量市场的收入R2表示为: 式中,分别表示燃料电池、电解槽在t时段的单位容量上升价格;分别表示燃料电池、电解槽在t时段的上升容量;分别表示燃料电池、电解槽在t时段的单位容量下降价格;分别表示燃料电池、电解槽在t时段的下降容量;通过部署AGC对发电机组进行频率调节获得的收入R3表示为: 式中,Ns表示频率调节过程中出现的场景的总数,θs表示出现场景s的概率;FR+t,s表示t时段出现场景s的升频调节信号,FR-t,s表示t时段出现场景s的降频调节信号;调峰收入R4表示为: pt=λt·p14式中,p为基础电价,pt为t时段的用电价格,λt为t时段的峰谷系数,U3t表示t时段需调节电量中用于调峰的电量;能源机组的运行成本C1表示为:C1=C11+C12+C1315式中,C11表示初始投资成本,C12表示新能源机组的发电成本,C13表示火电机组的发电成本; 式中,c1为新能源机组单位发电量的运行成本,c2为火电机组单位发电量的运行成本;电氢转换装置的运行成本C2的计算如下: 式中,c3为电解槽单位制氢量的运行成本,为电解槽在t时段的输入电功率;c4为燃料电池单位发电量的运行成本,为燃料电池在t时段输出的电功率;c5为储氢罐单位充放氢运行成本,Qb,t表示储氢罐在t时段的氢气输出量,Qd,t表示储氢罐在t时段的氢气输入量;机会成本C3表示为: 式中,为需调节电能用于储氢获得的单位收益,U1t表示t时段的新能源机组的出力,U2t表示t时段的负荷;可削减负荷补偿成本C4表示为: 式中,ce为单位功率负荷转移的补偿价格,为t时段削减的负荷功率;采用以下方式求解所述综合能源系统优化调度模型:初始化蝙蝠种群的参数;设置蝙蝠位置矩阵;分别随机生成每个蝙蝠种群的初始蝙蝠位置矩阵,作为第1代蝙蝠位置矩阵;在第1代,分别根据第1代蝙蝠种群中每只蝙蝠的蝙蝠位置矩阵,计算相应蝙蝠对应的目标函数,将相应蝙蝠对应的目标函数取负的结果作为第1代蝙蝠种群中相应蝙蝠的适应度;并选取适应度最小的蝙蝠作为第1代的最优蝙蝠;在第n代,n≥1,更新第n+1代的脉冲频率,以及第n+1代蝙蝠种群中各蝙蝠的飞行速度和蝙蝠位置矩阵;并计算第n+1代蝙蝠种群中各蝙蝠的适应度;确定第n+1代的各蝙蝠是否执行局部搜索;若执行,则更新第n+1代蝙蝠种群中相应蝙蝠的蝙蝠位置矩阵及适应度;否则,不执行局部搜索;之后,获取第n+1代的最优蝙蝠;判断是否满足终止条件,如果达到最大迭代次数则停止迭代,并将适应度最小的蝙蝠对应的蝙蝠位置矩阵作为综合能源系统优化调度模型的优化调度结果进行输出;否则,取n=n+1,然后跳转到更新第n+1代的脉冲频率的步骤。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人国网上海市电力公司;湖南工业大学,其通讯地址为:200122 上海市浦东新区自由贸易试验区源深路1122号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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