[發明專利]一種多類型儲能系統優化運行方法

有效

• 申請號: 202110954834.6
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113410854B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 陳哲;林厚飛;林高翔;金建新;廖鴻圖;林啟待;施亦治;林達;姜衍;張揚;洪彬峰;楊忠偉
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司平陽縣供電公司;平陽縣昌泰電力實業有限公司;國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國網浙江省電力有限公司溫州供電公司;溫州圖盛控股集團有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02J3/38;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 李磊

本發明公開了一種多類型儲能系統優化運行方法，包括以下步驟：輸入未來若干日的風光資源預測信息，利用蒙特卡洛法模擬生成若干隨機場景，根據離預測日的遠近為每日設置不同的標準差；采用K?means聚類算法將隨機場景縮減成典型場景；建立電儲能模型、氫儲能模型、電轉氫模型以及氫燃料電池模型并設置約束條件，建立電儲能壽命模型以及碳排放指標模型；根據上述場景及模型建立目標函數；以成本總和最低為目標，對目標函數求解得到日前調度運行方案。本發明充分考慮電儲能能量密度低，氫儲能能量密度高的特點，對氫儲能日內調度結束時刻能量進行優化，實現長時間尺度下的能量優化方案。

技術領域

本發明涉及儲能系統優化技術領域，尤其涉及一種多類型儲能系統優化運行方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

近年來，隨著煤、石油等化石燃料的大規模開采與使用，一方面化石燃料儲備急劇減少，能源危機問題隨之而來；另一方面，化石燃料的燃燒使得環境污染問題愈發嚴重，CO2的排放導致溫室效應加劇。為此，大力發展可再生能源，尋找新的低碳清潔能源形式成為當下亟待解決的問題。在“碳達峰”與“碳中和”背景下，發展“零碳”能源成為一大亮點。氫能被認為是最環保的能源，也是化石能源和可再生能源之間過渡和轉換的橋梁，大力發展氫能，將有助力實現“碳達峰”和“碳中和”，也解決了能源危機問題。在未來，終端電氣化和氫能全面利用將是全人類不斷奮斗的目標，在電氫能源發展火熱現狀下，研究電儲能與氫儲能的優化運行策略具有十分重要的現實意義。

電儲能與氫儲能的多類型儲能系統的研究對于電氫綜合能源的發展是非常重要的研究課題。目前，國內外學者對電儲能、氫儲能也有一定的研究。但大多學者都將電儲能模型與氫儲能模型幾乎考慮的完全一致，沒有充分考慮電池儲能與氫儲能兩者在能量轉移特性上的區別，無法突出氫儲能在長時間尺度下的能量轉移效果；且在系統同時使用電儲能與氫儲能的多類型儲能研究中，大多學者也沒有關注使用氫儲能對電池儲能壽命的影響問題。由于電池的能量密度較低且存在自放電現象，適合于短期儲能；氫儲能具有能量密度高的特點，適合于長期儲能，與電池儲能存在互補性。考慮到氫儲能具有長時間存儲的特性，若采用和電池儲能完全相同的模型，將氫儲能一天結束時刻的能量SOE（State ofEnergy）設置與初始時刻相同，這種模型可能限制了氫儲能在某些條件下的靈活使用，無法體現氫儲能的日間能量轉移特性。雖然現有研究較為全面，但仍然存在著沒有全面考慮電儲能與氫儲能存儲時間特性的問題。

發明內容

針對現有技術存在的沒有充分考慮氫儲能各類特性，缺少適合長時間尺度的能量優化方法的問題，本發明提供了一種多類型儲能系統優化運行方法，考慮了電池儲能與氫儲能不同能量轉移特性，重點考慮在日前優化調度運行中，對氫儲能的日內調度結束時刻能量進行優化，從而實現考慮長時間尺度的能量優化方案。

以下是本發明的技術方案。

一種多類型儲能系統優化運行方法，包括以下步驟：

輸入未來若干日的風光資源預測信息，利用蒙特卡洛法模擬生成若干隨機場景，根據離預測日的遠近為每日設置不同的標準差；

采用K-means聚類算法將隨機場景縮減成典型場景；

建立電儲能模型、氫儲能模型、電轉氫模型以及氫燃料電池模型并設置約束條件，建立電儲能壽命模型以及碳排放指標模型；

根據上述場景及模型建立目標函數；

以成本總和最低為目標，對目標函數求解得到日前調度運行方案。