[發明專利]風氫耦合系統的制氫儲氫容量配置方法

在審

• 申請號: 202210604676.6
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115115185A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 盧迪;張皓天;吳秀山
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04;H02J3/46;H02J15/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕;沈敏強

本發明公開了一種風氫耦合系統的制氫儲氫容量配置方法，旨在克服現有技術中的風電場輸出功率具有波動性和間歇性，風電的大規模接入導致出現棄風的技術問題，建立了風電?制氫?儲氫?供氫的數學模型。依據系統收益率最優的原則，采用風電+市電聯合供電滿足用氫用戶的需求，并采用氫儲能系統，盡量利用風電制氫，降低制氫成本，實現有效的制氫、儲氫容量配置，提高風氫系統經濟性。考慮風氫系統經濟性最好的條件下，通過對風氫聯合運行模型進行模擬，并結合優化模型，獲得更為可靠的制氫儲氫系統容量配置方案。

技術領域

本發明涉及新能源發電的風電場和氫能聯合開發領域，特別是風電制氫儲氫系統聯合運行，制氫儲氫容量配置方法。

背景技術

風電制氫儲氫系統是一個復雜的動態系統，輸入端由電網與風電電力聯合供給、輸出端通過儲氫罐及制氫設備聯合供給滿足用氫用戶需求。風電場輸出功率具有波動性和間歇性，大規模接入后電網調度壓力增大，容易出現棄風問題，對風電場配置一定容量的制氫、儲氫系統是緩解電力系統調峰、調頻壓力，提高風電接納能力的有效手段之一。同時，大工業用電制氫價格高于風電制氫價格，風電場開發企業也可以利用制氫、儲氫系統，盡可能減少因電網限電帶來的發電量損失，提高系統整體發電量，并通過出售綠氫的方式提高項目收益，應用前景廣闊。

本發明公開了一種風氫耦合系統的制氫儲氫容量配置方法。該方法建立了建立風電制氫、儲氫和供氫的數學模型，對制氫、儲氫容量進行優化配置，所提方法在風電制氫儲氫系統規劃階段，考慮風氫系統經濟性最好的條件下，通過對風氫聯合運行模型進行模擬，并結合優化模型，獲得更為可靠的制氫儲氫系統容量配置方案。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中的風電場輸出功率具有波動性和間歇性，風電的大規模接入導致出現棄風的技術問題，提供一種風氫耦合系統的制氫儲氫容量配置方法，建立了風電-制氫-儲氫-供氫的數學模型，依據系統收益率最優的原則，采用風電+市電聯合供電滿足用氫用戶的需求，并采用氫儲能系統，盡量利用風電制氫，降低制氫成本，實現有效的制氫、儲氫容量配置，提高風氫系統經濟性。考慮風氫系統經濟性最好的條件下，通過對風氫聯合運行模型進行模擬，并結合優化模型，獲得更為可靠的制氫儲氫系統容量配置方案。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種風氫耦合系統的制氫儲氫容量配置方法，所述風氫耦合系統利用風電和市電聯合供電用于制氫、儲氫和供氫，所述方法包括以下步驟：

步驟1，根據風氫耦合系統中制氫、儲氫和供氫的調度策略，模擬計算風氫耦合系統的經濟性指標，建立制氫、儲氫和供氫的數學模型；

步驟2，耦合風氫耦合系統的調度策略，模擬系統運行，利用優化模型對制氫和儲氫容量進行優化配置。

作為優選，所述步驟1進一步包括：

步驟101，對于時段i，分別計算風電出力滿足或不滿足該時段內用戶全部需氫量的耗電需求時，時段i末儲罐容量C；

步驟102，計算模擬時段i內全部風電上網電量、風電制氫電量、風電儲氫電量、網購電量；

步驟103，計算模擬時段內風氫系統經濟性指標，可選擇凈現值指標。

作為優選，所述步驟101，進一步包括：

獲取時段i用戶需氫量H_i；t為時段i的小時數；T為模擬時段總小時數；風電場時段i實際出力w_i；制氫設備時段i最大制氫量B_max；儲氫罐中最大儲氫容量C_max；時段i起始時刻儲氫罐內氫容量C_i；經濟性參數：每標準立方氫氣制取耗電量e；每標準立方米氫氣售價s；風電上網電價S_w；網購電電價S_p；風電出力用于上網風電出力用于制氫風電出力用于儲氫網購電制氫功率