[發明專利]一種基于電轉氣互聯式區域綜合能源系統協同優化方法

在審

• 申請號: 201911029642.3
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110912201A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 吳智丁;何東陽;李榮;戴俊
• 申請（專利權）人: 大唐水電科學技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/28;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發明公開了一種基于電轉氣互聯式區域綜合能源系統協同優化方法，包括以下步驟，選擇N戶家庭組成區域；在區域內建立電轉氣模型；計算以N戶家庭組成的HVAC，通過計算N戶家庭的HVAC能夠最大化的利用電能和氣能，實現能源的充分利用，避免了能源的浪費；通過能源耦合體對電能和氣能進行利用；建立區域IES的通用建模，通過IES的通用建模對電能和氣能進行合理的輸送；本發明通過建立電轉氣模型，通過P2G技術消耗電能將水轉化為氫氣或天然氣，通過計算N戶家庭的HVAC能夠最大化的利用電能和氣能，實現能源的充分利用，避免了能源的浪費，通過IES的通用建模對電能和氣能進行合理的輸送。

技術領域

本發明涉及綜合能源技術領域，具體為一種基于電轉氣互聯式區域綜合能源系統協同優化方法。

背景技術

當今社會能源利用正朝著多能集成，協同優化的方向發展。打破電力、天然氣網絡等能源系統之間獨立運行的傳統模式，在規劃、設計、建設和運行階段，對不同供能系統進行整體上的協調、配合和優化，并最終實現一體化的綜合能源系統，是實現社會用能效率最優、促進可再生能源規模化利用、實現人類能源可持續發展的最佳途徑。

電力轉氣體技術，是電力轉換為氣體燃料的技術。方法是將電力通過電解的方式將水分解為氧氣和氫氣。氫氣可以作為儲存能量的手段，所以這種用途也被成為氫儲能。氫氣可以傳輸給加氫站，提供給氫燃料電池(Fuel cell)汽車使用。氫氣還可以進一步合成甲烷，引入天然氣管道。

在傳統的用能模式中，能量的需求過多的依附于電能，而且以來自大電網的燃煤發電或者大型天然氣發電機組電能為主，過于依賴大電網供電，當電網的某個輸送環節出現故障時，容易導致大面積的停電，從而影響用戶的用能需求，且有時發電剩余量較多，而這些電量不能很好的進一步進行利用，導致能源的浪費。

基于此，本發明設計了一種基于電轉氣互聯式區域綜合能源系統協同優化方法，以解決上述提到的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于電轉氣互聯式區域綜合能源系統協同優化方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于電轉氣互聯式區域綜合能源系統協同優化方法，包括以下步驟：

S1，選擇N戶家庭組成區域；

S2，在區域內建立電轉氣模型；

S2，計算以N戶家庭組成的HVAC，通過計算N戶家庭的HVAC能夠最大化的利用電能和氣能，實現能源的充分利用，避免了能源的浪費；

S4，通過能源耦合體對電能和氣能進行利用；

S5，建立區域IES的通用建模，通過IES的通用建模對電能和氣能進行合理的輸送，IES的通用建模可根據選擇區域的實際情況來進行建立。

優選的，所述電轉氣模型包括發電設備、轉換裝置、儲能系統、儲氣系統、可控負荷集合和能量管理中心，發電設備為能源供應的初始環節，轉換裝置包括傳統的變壓器、熱電聯產設備、燃氣鍋爐和電轉氣設備。

優選的，所述轉換裝置通過P2G技術消耗電能將水轉化為氫氣或天然氣，轉換過程如下：通過電解水，得到氫氣和氧氣，對氫氣進行收集，將氫氣與二氧化碳進行混合，混合比例為氫氣：二氧化碳＝4:1，通過加入催化劑進行催化，從而得到甲烷，甲烷通過儲氣系統進行收集。

優選的，所述電轉氣模型過程的能量計算公式為

式中，P(t)為t時段儲氣裝置中的儲存的燃氣能量，P₀為初始時刻儲氣裝置中能量的初始值，P_st(t)表示t時段儲氣裝置中儲存的能量，P_re(t)為t時段儲氣裝置釋放的能量。

優選的，總電能的計算公式為