[發(fā)明專利]一種考慮不確定性的電-熱-氫多能量系統(tǒng)的規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010103078.1
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111242806B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯慧;劉鵬;吳細秀;李顯強;薛夢雅;徐燾
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06N3/006;G06F30/20;H02J3/00;H02J3/46;H02J3/38;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅飛

本發(fā)明公開了一種考慮不確定性的電?熱?氫多能量系統(tǒng)的規(guī)劃方法，首先，根據(jù)能量供需關(guān)系建立多能量系統(tǒng)模型，針對模型中現(xiàn)有電轉(zhuǎn)氣技術(shù)能量損耗較大以及熱電聯(lián)產(chǎn)機組單一運行方式難以與可再生能源出力配合等不足，提出將P2G產(chǎn)生的氫氣優(yōu)先供應(yīng)燃料電池汽車，并根據(jù)可再生能源出力大小切換CHP運行方式等措施；其次，針對可再生能源出力不確定性對系統(tǒng)規(guī)劃的影響，基于場景法實現(xiàn)不確定性場景描述；第三以經(jīng)濟成本最小、可再生能源綜合利用率最大和供能不足最小為目標(biāo)建立多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型，并提出約束條件。最后采用多目標(biāo)粒子群算法和模糊隸屬度函數(shù)對模型進行求解。本發(fā)明對大規(guī)模可再生能源接入的多能量系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計具有一定的幫助。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及綜合能源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮不確定性的電-熱-氫多能量系統(tǒng)的規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

隨著全球資源匱乏和生態(tài)環(huán)境問題的日益加劇，多能量系統(tǒng)作為一種有效的能量供應(yīng)手段，受到了各國的廣泛關(guān)注。但其涉及到的轉(zhuǎn)化設(shè)備更多，規(guī)劃往往也更加復(fù)雜，需要在滿足多種負荷需求條件下，優(yōu)化設(shè)備容量，降低系統(tǒng)經(jīng)濟成本、提高可再生能源利用率，保證供能可靠性。

本申請發(fā)明人在實施本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的方法，至少存在如下技術(shù)問題：

在多能量系統(tǒng)設(shè)備方面，現(xiàn)有電轉(zhuǎn)氣(P2G)技術(shù)能量損耗較大以及熱電聯(lián)產(chǎn)機組(CHP)單一運行方式難以與可再生能源出力配合等不足。在系統(tǒng)規(guī)劃方面現(xiàn)有研究往往僅以經(jīng)濟成本作為目標(biāo)函數(shù)進行單目標(biāo)規(guī)劃，其缺陷在于考慮因素相對單一，難以兼顧經(jīng)濟性、環(huán)保性及供能可靠性。在可再生能源利用方面，現(xiàn)有研究沒有充分考慮風(fēng)光出力不確定性對系統(tǒng)規(guī)劃的影響，導(dǎo)致多能量系統(tǒng)規(guī)劃結(jié)果往往難以滿足實際運行要求，出現(xiàn)較為嚴(yán)重的供能不足或供能浪費。

也就是說，現(xiàn)有技術(shù)中存在規(guī)劃效果不佳的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種考慮不確定性的電-熱-氫多能量系統(tǒng)的規(guī)劃方法，用以解決或者至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的規(guī)劃效果不佳的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種考慮不確定性的電-熱-氫多能量系統(tǒng)的規(guī)劃方法，包括：

S1：建立多能量系統(tǒng)模型，其中，多能量系統(tǒng)模型包括可再生能源出力、燃料電池汽車每日的加氫量、熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行方式以及電解池和甲烷化運行功率以及儲氫罐儲氣狀態(tài)；

S2：基于場景法建立可再生能源出力不確定性場景；

S3：構(gòu)建多能量系統(tǒng)模型的優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，其中，優(yōu)化目標(biāo)包括經(jīng)濟成本最小、綜合可再生能源利用率最大以及功能不足最小，約束條件包括設(shè)備功率約束、容量約束以及系統(tǒng)平衡約束；

S4：基于構(gòu)建的優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，采用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法，在可再生能源出力不確定性場景下，求解多能量系統(tǒng)模型中各裝置功率或容量的非劣解集，并利用模糊隸屬度函數(shù)從非劣解集中篩選出目標(biāo)規(guī)劃方案。

在一種實施方式中，S1建立多能量系統(tǒng)模型具體包括：

S1.1：確定可再生能源出力，根據(jù)風(fēng)速和光照強度確定t時刻的風(fēng)機實際功率輸出P_WT,t，光伏輸出功率P_PV,t，以及可再生能源總出力P_sw,t；

P_sw,t＝P_WT,t+P_PV,t??(5)