一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统及其容量配置方法
专利汇可以提供一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统及其容量配置方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种考虑热氢联产的电氢综合 能源 系统及其容量配置方法，包括建立考虑设备启停运行约束的热氢联产模型，该模型可根据输入 电能 与自身 温度 控制灵活调节输出的氢能与 热能 比例；其次，建立电氢综合能源系统中所有设备的模型，从而构成含电、热、冷和氢等多能需求的电氢综合能源系统；规划时首先获取系统内的 可再生能源 出 力 与多能负荷信息，然后搜集不同设备的参数信息，进一步考虑不同设备的运行约束，从而形成针对电氢综合能源系统的混合整数线性规划模型，即电氢综合能源系统规划模型，该模型可直接采用Cplex求解。本发明方法可有效提升电氢综合能源系统的经济性与运行灵活性。，下面是一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统及其容量配置方法专利的具体信息内容。
1.一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统，其特征在于，包括电制氢设备、燃气轮机、电锅炉、蓄电池、蓄热槽、储氢罐、吸收式制冷机和换热器设备，其中，电制氢设备将电能转化为氢能与热能，并通过与换热器连接供给热负荷，燃气轮机通过消耗燃气来生成电能与热能，电锅炉将电能转化为热能，吸收式制冷机将热能转化为冷能；剩余电、热和氢能分别采用蓄电池、蓄热槽和储氢罐进行存储。
2.一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统容量配置方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)建立考虑设备启停运行约束的热氢联产模型；
(2)建立电氢综合能源系统中所有设备的模型；
(3)获取多能负荷信息，建立电氢综合能源系统规划模型；
(4)求解电氢综合能源系统规划模型，获取规划结果。
3.根据权利要求2所述的一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统容量配置方法，其特征在于，步骤(1)中建立考虑设备启停运行约束的热氢联产模型的方法为：
电制氢设备的输入输出关系为：
其中， 表示电制氢设备在第s个场景t时段输入的电功率， 表示电制氢设备在第s个场景t时段的工作温度， 表示电制氢设备在第s个场景t时段输出的电功率， 表示电制氢设备在第s个场景t时段的输出热功率，a1、b1、a2和b2为相应参数，可根据实际电制氢设备型号进行调整；
电制氢设备工作温度随时间变化为：
其中，Red表示电制氢设备的热阻，Ced表示电制氢设备的热容， 表示换热器在第s个场景t时段从电制氢设备吸收或者注入的热能， 表示第s个场景t时段的室外温度，Δt表示调度间隔时间；
电制氢设备的运行约束具体为：
其中， 表示电制氢设备的最短工作时长， 表示电制氢设备的最短停机时长，表示电制氢设备的启动状态，其值为1表示设备启动， 表示电制氢设备的关停状态，其值为1表示设备关停， 表示电制氢设备第s个场景t时段的运行状态，其值为1表示设备处于工作状态，xed表示电制氢设备的安装容量， 表示电制氢设备的最大运行温度，ξed表示电制氢设备的最小负载率， 表示电制氢设备的最小运行温度，M是一个比较大的数值。
4.根据权利要求2所述的一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统容量配置方法，其特征在于，步骤(2)中建立电氢综合能源系统中所有设备的模型的方法为：
每种设备的安装容量不得大于该区域所能配置的最大容量的约束为：
其中，xχ表示该系统内是否安装χ设备， 表示该系统内安装χ设备的最大值，其中χ分别表示燃气轮机、电锅炉、蓄电池、蓄热槽、储氢罐、吸收式制冷机；
电氢综合能源系统内燃气轮机、电锅炉、蓄电池、蓄热槽、储氢罐、吸收式制冷机的运行出力不大于其设备的配置容量约束：
其中，xgt、xeb、xac、xbt、xtt、xhs分别表示燃气轮机、电锅炉、吸收式制冷机、蓄电池、蓄热槽和储氢罐的配置容量， 表示电制氢设备在第s个场景t时段输出的电功率， 表示电制氢设备在第s个场景t时段输入的电功率， 表示吸收式制冷机在第s个场景t时段输入的热功率， 和 分别表示储氢罐在第s个场景t时段的充、放氢功率， 和 分别表示蓄电池在第s个场景t时段的充、放电功率， 和 分别表示蓄热槽在第s个场景t时段的充、放热功率；
蓄电池、蓄热槽和储氢罐的充放功率和容量约束为：
其中， 分别表示蓄电池、蓄热槽、储氢罐在第s个场景t时段的荷电状态，
bt+ bt- tt+ tt- hs+
η 和η 分别表示蓄电池的充、放电效率，η 和η 分别表示蓄热槽的充、放热效率，η 和ηhs-分别表示储氢罐的充、放氢效率；
储能设备的荷电状态始末状态保持相等约束：
其中， 分别表示蓄电池、蓄热槽、储氢罐在第s个场景0时刻的荷电状态，
分别表示蓄电池、蓄热槽、储氢罐在第s个场景24时刻的荷电状态；
多余的氢能可卖给燃气公司，与燃气公司的最大功率约束具体为：
其中， 表示系统在第s个场景t时刻从燃气公司的购气功率， 表示系统在第s个场景t时刻向燃气公司的售氢功率， 表示系统与燃气公司的最大购气功率，φ表示天然气最大混氢比例， 表示系统在第s个场景t时刻从燃气公司的购气状态， 表示系统在第s个场景t时刻向燃气公司的售氢状态；
系统内的电、热、冷、氢和气功率平衡方程为：
eb ac gt
其中， 表示系统在第s个场景t时刻从电力公司的购电功率，η 、η 、η 分别表示电锅炉、吸收式制冷机、燃气轮机的转化效率， 分别表示系统内的电、热、冷、氢负荷。
5.根据权利要求2所述的一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统容量配置方法，其特征在于，步骤(3)中建立电氢综合能源系统规划模型的方法为：
电氢综合能源系统规划模型的目标函数为：
Ctotal＝Cinv+Cope (22)；
Cinv＝(Ced+Cgt+Ceb+Cac+Chs+Cbt+Ctt) (23)；
Cχ＝κxχcχ (24)；
total inv ope χ
其中，C 、C 与C 分别表示系统的年总费用、年投资费用和年运行费用，C表示第χ设备的年投资费用，cχ表示第χ设备的单位投资费用；
设备资本回收系数为κ，其值为：
κ＝r·(1+r)n/((1+r)n-1) (25)；
其中，r是贴现率，n是投资年限；
其中， 分别表示燃气轮机、电锅炉、吸收式制冷机、蓄热
槽、储氢罐、蓄电池和电制氢设备的单位运行维护费用， 和 表示电制氢设备的单位启动与停机费用， 表示系统从电网的单位购电费用；
不同场景s在一年中总个数为Ns，每个s场景在一年的占比为w(s)，其在一年中的总和为
1，具体为：
6.根据权利要求2所述的一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统容量配置方法，其特征在于，步骤(4)中采用Cplex商用软件直接求解电氢综合能源系统规划模型，获取规划结果。
一种考虑热氢联产的电氢综合能源系统及其容量配置方法
技术领域
背景技术
发明内容
度，ξ 表示电制氢设备的最小负载率， 表示电制氢设备的最小运行温度，M是一个比较大的数值。
具体实施方式
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