[發明專利]一種基于微網余電制氫的加氫站設備容量優化配置方法

在審

• 申請號: 202211004110.6
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115307054A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張雪霞;屈柏林;陳維榮
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: F17C5/00
• 分類號: F17C5/00;F17C7/00;F17C13/00;F17C9/00;H02J15/00;H02J3/28;H02J3/38;C25B9/65;C25B1/04;G06F17/15
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

1.一種基于微網余電制氫的加氫站設備容量優化配置方法，其特征在于，包括步驟：

S10,構建風電機組、光伏機組和水電機組的出力模型，獲取風電、光伏、小水電機組輸出功率；

S20,根據所述風電、光伏、小水電機組輸出功率之和與本地電負荷比較建立余電制氫的電力調度策略，將分布式可再生機組的余電輸送到加氫站供電解槽制綠氫，并計算獲得各種工況下的電解槽輸入功率；

S30,根據電解槽輸入功率，利用電解槽模型計算電解槽制氫速率；和儲氫罐模型計算獲得儲氫罐儲氫量范圍；

S40,根據儲氫氣量和本地氫負荷與儲氫罐儲氫量范圍比較建立綠氫先行的氫氣調度策略，使用電解槽消納微網余電制取的綠氫滿足氫負荷，不足的部分由重整器制藍氫補充，并獲得重整器制氫速率和儲氫罐氫氣輸出速率；

S50,基于重整器制氫速率和儲氫罐氫氣輸出速率，計算儲氫量；并代入重整器制氫模型獲得重整器消耗燃料速率；

S60，根據加氫站全生命周期總凈現值成本最低的目標和功率平衡、制氫速率、儲氫狀態約束，建立加氫站制-儲氫設備容量優化配置模型，并運用改進后的粒子群算法求解，完成容量優化配置。

2.根據權利要求1所述的一種基于微網余電制氫的加氫站設備容量優化配置方法，其特征在于，構建風電機組的出力模型，包括步驟：

步驟1：利用風速轉換公式代入風速計處的風速V_anem(t)，風機輪轂高度Z_hub，風速計高度Z_anem，地表粗糙程度α，計算出輪轂處風速V_hub(t)；

步驟2：利用風力渦輪機出力模型：

a＝P_STP/(V_r³-V_ci³)，

b＝V_ci³/(V_r³-V_ci³)；

代入計算得到的輪轂處風速V_hub(t)和切入風速V_ci、額定風速V_r、切出風速V_co、和力渦輪機額定輸出功率P_STP，計算出風電機組輸出功率P_WT(t)。

3.根據權利要求1所述的一種基于微網余電制氫的加氫站設備容量優化配置方法，其特征在于，構建光伏機組的出力模型，包括步驟：

利用光伏陣列出力模型：

T_c＝T_a+λG_T；

代入太陽輻射值G_T(t)、環境溫度T_a(t)、光伏陣列的額定容量P_STC、光伏陣列降額因子f_PV、標準測試條件下入射到光伏陣列上的太陽輻射G_T.STC、功率溫度系數β、當前時間步長的光伏電池溫度T_c、標準測試條件下的光伏電池溫度T_c.STC和輻射溫度系數λ，計算出光伏機組輸出功率P_PV(t)。

4.根據權利要求1所述的一種基于微網余電制氫的加氫站設備容量優化配置方法，其特征在于，構建水電機組的出力模型，包括步驟：

利用水輪機出力模型：

代入引水流量q(t)、水輪機效率η_hyd、水密度ρ_water、重力加速度g和凈水頭h，計算出小水電機組輸出功率P_hyd(t)。