[發明專利]一種氫氣運輸方式的經濟優化分析方法

在審

• 申請號: 202310123266.4
• 申請日: 2023-02-14
• 公開（公告）號: CN116050969A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 劉穎;劉敦楠;加鶴萍;劉明光;蘇小玲;杜錫力
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;青海大學
• 主分類號: G06Q10/083
• 分類號: G06Q10/083;G06Q10/04;G06Q10/067
• 代理公司: 北京盛廣信合知識產權代理有限公司 16117
• 代理人: 李娜

本申請公開了一種氫氣運輸方式的經濟優化分析方法，具體包括：采集不同運輸方式最大運輸能力、運輸成本、從制氫廠到需氫地的氫氣運輸量以及運輸量與需求量的偏差數據；根據所述需求量的偏差數據計算需求量偏差費用；根據運輸費用和所述需求量偏差費用為目標函數，氫氣供應能力、管道摻氫比例、運輸能力、運輸費用、需求偏差為約束構建數學模型；根據所述數學模型計算對氫氣運輸供應鏈的最優經濟方案。本申請提出了一種經濟優化分析方法，利用氫氣的各個成本費用為目標函數，建立模型并求解，以氫氣供應鏈運行最小費用為目標函數，建立氫氣運輸方式優化模型，以期為氫氣供應鏈系統的建設提供參考，確定氫氣運輸的經濟最優解的方法。

技術領域

本申請屬于綜合能源系統運行技術領域，具體涉及一種氫氣運輸方式的經濟優化分析方法。

背景技術

隨著氫能逐漸成為全球能源綠色轉型的重要方向，從我國氫能發展趨勢來看，隨著工業部門脫碳需求以及氫燃料需求量的增長，氫能需求量可能會呈大幅度增長趨勢。為適應氫能產業的發展，首先需要考慮實現高效、經濟的氫氣供應運輸途徑，形成區域性氫能供應網絡。而當前我國各區域氫能產業發展不均衡，運輸方式也較為多樣化，相關情況的不確定性給氫能基礎設施的規劃發展和氫能供應網絡的形成造成障礙，目前氫能運輸方式多樣性也帶來了成本過高的問題。為此，綜合考慮上述因素，以氫氣供應鏈運行最小費用為目標函數，建立氫氣運輸方式優化模型，以期為氫氣供應鏈系統的建設提供參考。

發明內容

針對背景技術中提到的氫氣運輸方式多樣化導致的運輸成本過高的問題，本申請提出了一種經濟優化分析方法，利用氫氣的各個成本費用為目標函數，建立模型并求解，確定氫氣運輸的經濟最優解的方法。

為實現上述目的，本申請提供了如下方案：

一種氫氣運輸方式的經濟優化分析方法，具體包括：

S1、采集不同運輸方式最大運輸能力、不同運輸方式運輸費用、不同運輸方式從制氫廠到需氫地的氫氣運輸量和不同運輸方式運輸量與需求量的偏差數據；

S2、根據所述S1計算需求量偏差費用；

S3、根據所述運輸費用和所述需求量偏差費用為目標函數，氫氣供應能力、管道摻氫比例、運輸能力、運輸費用、需求偏差為約束構建數學模型；

S4、根據所述數學模型計算對氫氣運輸供應鏈的最優經濟方案。

可選的，所述目標函數包括：

min?E＝α₁∑_a∑_bS_a,b+∑_aΣ_bΣ_rC_a,b,r

E表示氫氣供應鏈總費用為目標函數；a表示制氫廠編號，b表示氫氣需求地編號，α₁表示為滿足氫氣需求量的懲罰費用；S_a,b表示從制氫廠a到氫氣需求地b的運輸量與需求量的偏差；C_a,b,r表示制氫廠a到氫氣需求地b采用運輸方式r的運輸成本。

可選的，采用所述氫氣供應能力為約束包括：

∑_r∑_bV_a,b,r+QARE_a≤QPC_a

QARE_a表示制氫廠a到氫氣需求地b采用天然氣摻氫管道的氫氣運輸量，QPC_a表示制氫廠a的氫氣生產能力。

可選的，采用所述管道摻氫比例為約束包括：

V_a,b,2,kH≤β_cV_a,b,2,kN