[發明專利]電氫耦合微能網能量管理方法及裝置、電子設備、介質

在審

• 申請號: 202211520543.7
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115759683A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 陳哲;林達;李志浩;趙波
• 申請（專利權）人: 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
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q10/04;G06Q50/06;H02J3/28;H02J3/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種電氫耦合微能網能量管理方法及裝置、電子設備、介質，該方法為：在微能網中計及燃料電池用氫、電轉X用氫以及加氫車用氫的多樣化氫氣利用過程，建立電氫耦合微能網能量管理模型；采用分段線性化及McCormick’s Envelope方法，將所述電氫耦合微能網能量管理模型中的非線性約束凸化；采用模型預測控制方法滾動求解所述電氫耦合微能網能量管理模型，獲取電氫耦合微能網能量管理方案。與現有技術相比，本發明考慮了電氫耦合微能網中設備的非線性運行約束與運行過程中的不確定因素，增強了電氫耦合微能網能量管理方法的可靠性。本發明的方法可靠、易行，便于推廣。

技術領域

本發明屬于微能網能量管理技術領域，特別涉及一種基于模型預測控制的電氫耦合微能網能量管理方法及裝置、電子設備、介質。

背景技術

隨著分布式可再生能源裝機容量不斷增加，其固有的隨機性、間歇性與波動性給電網的運行帶來了挑戰。探索電能與其他能源系的有效耦合，并形成微能網進行能量管理是目前利用分布式可再生能源的一種重要趨勢。其中，電氫耦合微能網被認為是一種清潔、高效的能源利用模式，可減小分布式可再生能源并網對電網的沖擊，促進分布式可再生能源消納，同時助力電力、工業、交通等領域的協同深度脫碳。

國內外學者也相繼展開了相關研究，包括電氫耦合微能網經濟調度問題、電氫耦合微能網動態經濟調度問題、氫儲能與電化學儲能的協同管控問題。目前常用的方法為將氫能相關設備整體建模為與電化學儲能類似的氫儲能模型。

然而目前仍有兩方面的問題需要解決。第一，氫負荷的考慮方式比較單一，不能體現氫負荷與電負荷之間的差異性。第二，氫能相關設備的建模較為籠統，無法反映制氫設備、燃料電池、儲氫罐等設備的非線性運行特性，導致電氫耦合微能網能量管理方案不可靠。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種基于模型預測控制的電氫耦合微能網能量管理方法及裝置、電子設備、介質。

為此，本發明采用如下的技術方案：

本發明的第一方面，提供一種基于模型預測控制的電氫耦合微能網能量管理方法，包括：在微能網中計及燃料電池用氫、電轉X用氫以及加氫車用氫的多樣化氫氣利用過程，建立電氫耦合微能網能量管理模型；采用分段線性化及McCormick’s Envelope方法，將所述電氫耦合微能網能量管理模型中的非線性約束凸化；采用模型預測控制方法滾動求解所述電氫耦合微能網能量管理模型，獲取電氫耦合微能網能量管理方案。

本發明的第二方面，提供一種基于模型預測控制的電氫耦合微能網能量管理裝置，包括：

模型生成模塊，用于建立電氫耦合微能網能量管理模型；

模型凸化模塊，用于凸化處理所述電氫耦合微能網能量管理模型；

模型求解模塊，用于采用模型預測控制方法滾動求解所述電氫耦合微能網能量管理模型，獲取電氫耦合微能網能量管理方案。

本發明的第三方面，提供一種電子設備，包括：一個或多個處理器；存儲器，用于存儲一個或多個程序；當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執行，使得所述一個或多個處理器實現如第一方面所述的方法。

本發明的第四方面，提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機指令，該指令被處理器執行時實現如第一方面所述方法的步驟。

本發明提供的技術方案具有以下有益效果：

由上可知，本發明的基于模型預測控制的電氫耦合微能網能量管理方法，統籌考慮電能與氫能的能量管理，計及燃料電池用氫、電轉X用氫以及加氫車用氫等多樣化氫氣利用過程，可提升微能網運行的經濟性；通過凸化電氫耦合微能網能量管理模型中的非線性約束，可在保證能量管理方案準確性與可靠性的同時，提升模型的求解效率；通過模型預測控制方法滾動求解所述電氫耦合微能網能量管理模型，可應對分布式可再生能源帶來的不確定性。