(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210913494.7 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510600 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司湛江供电局 (72)发明人 王子轩　刘伟生　解玉文　黄志锋　 刘颖　陈宇钊　杨瑞锋　黄真有　 林毅　马世锋　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 杨艺 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 30/02(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/00(2006.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称 一种基于储氢装置的区域综合能源优化调 度方法及系统 (57)摘要 本发明涉及电力调度技术领域， 公开了一种 基于储氢装置的区域综合能源优化调度方法及 系统， 其方法通过考虑储氢装置的关联系统， 以 区域综合能源系统最小运行成本为目标构建目 标函数， 并确定约束条件， 其包括功率平 衡约束、 热功率平衡约束、 冷功率平衡约束、 储冷/热/电 设备的运行约束和储氢装置的运行约束， 以保障 系统稳定运行， 还通过遗传模拟退火 ‑粒子群算 法对目标函数进行求解， 得到最优解作为调节所 述储电/热/冷设备、 燃料电池和电解槽的出力功 率的调度方案， 以对储氢装置进行调度， 从而未 能综合考虑储氢装置对于RIES经济成本运行的 影响， 提高了区域综合能源调度的准确性。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115169973 A 2022.10.11 CN 115169973 A 1.一种基于储氢装置的区域综合能源 优化调度方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取区域综合能源系统中与储氢装置是关联的子系统， 所述子系统包括储电/热/冷设 备、 燃料电池和电解槽； 以区域综合能源系统最小运行成本为目标， 根据所述储电/热/冷设备、 燃料电池和电 解槽的出力功率构建目标函数； 确定约束条件， 所述约束条件包括功率平衡约束、 热功率平衡约束、 冷功率平衡约束、 储冷/热/电设备的运行约束和储氢装置的运行约束； 遗传模拟退火 ‑粒子群算法对所述目标函数进行求解， 得到最优解作为调节所述储电/ 热/冷设备、 燃料电池和电解槽的出力功率的调度方案； 根据所述调度方案对所述储氢装置进行调度。 2.根据权利要求1所述的基于储氢装置的区域综合 能源优化调度方法， 其特征在于， 以 区域综合能源系统最小运行成本为目标， 根据所述储电/热/冷设备、 燃料电池和电解槽的 出力功率构建目标函数的步骤具体包括： 以区域综合能源系统最小运行成本为目标， 根据所述储电/热/冷设备、 燃料电池和电 解槽的出力功率构建目标函数为： minF＝Fn+Fw+Fs              式1 式1中， minF表示区域综合能源系统最小运行成本， Fn表示购能成本， Fw表示储冷/热/电 设备的运行成本， Fs表示储氢装置的损耗成本； 其中， 购能成本Fn的表达式为： 式2中， Cgas第t时刻的天然气价格； Ga，t为第t时刻的购买天然气功率； Cb， t为第t时刻的 电价； Pg， t为第t时刻的电网的购电功率， t＝1， 2 …， T， T表示总时刻， Δt 表示运行间隔时间； 储冷/热/电设备的运行成本Fw的表达式为： 式3中， Cd、 Cr、 Cl分别为储电设备的单位运行成本、 储热设备的单位运行成本和储冷设 备的单位运行成本； Pe， t、 Fr， t、 Pl， t分别为第t时刻的储电设备的出力功率、 储热设备的出力 功率和储冷设备的出力功率； 储氢装置的损耗成本Fs的表达式为： 式4中， Cf、 Ce分别为燃 料电池和电解槽的成本； Hf、 He分别为燃料电池和电解槽的使用寿 命周期； Co， f、 Co， e为燃料电池和电解槽的单位经济成本； σf， t、 σe， t分别为第t时刻的燃料电池 和电解槽的开关状态； Cvf， t、 Cve， t分别为第t时刻的燃料电池和电解槽因功率变化而引起的 成本损耗； vf， t、 ve， t分别为第t时刻的燃料电池和电解槽的功率变化。 3.根据权利要求2所述的基于储氢装置的区域综合 能源优化调度方法， 其特征在于， 确 定约束条件， 所述约束条件包括功率平衡约束、 热功率平衡约束、 冷功率平衡约束、 储冷/ 热/电设备的运行约束和储氢装置的运行约束的步骤具体包括： 确定约束条件， 所述约束条件包括功率平衡约束、 热功率平衡约束、 冷功率平衡约束、权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115169973 A 2储冷/热/电设备的运行约束和储氢装置的运行约束， 具体为： 功率平衡约束具体包括： 1)电功率平衡约束的约束式为： Pg,t+PGT,t+PP,t+PW,t+PS,t+Pf,t＝PL,t+PR,t+PB,t+Pe,t       式5 式5中， Pg,t为第t个时刻内向RIES系统外部的购电功率； PGT,t为燃气轮机在第t个时刻内 的出力； PP,t为光伏电源在第t个时刻内的出力； PW,t为风电机组在第t个时刻内的发电功率； PS,t为储电设备第t 个时刻内发出的功率； PL,t为第t个时刻内的电负荷； PR,t为电制冷机在第 t个时刻内耗损的电能； PB,t为电锅炉在第t个时刻内耗损的电能； ， Pf， t为第t个时刻内燃料 电池的发电功率； Pe， t为第t个时刻内电解槽损耗的功率； 2)热功率平衡约束的约束式为： QGB,t+QE,t+QHS,t＝QL,t+QA,t                      式6 式6中， QGB,t为燃气锅炉在第t个小时内发出的热能； QE,t为电锅炉在第t个小时内发出的 热能； QHS,t为储热设备第t个小时内的充放电功率； QL,t为在第t个小时内的热负荷； QA,t为在 第t个小时内的溴化锂制冷机需要的热量； 3)冷功率平衡约束： LA,t+LE,t+LHS,t＝LL,t                         式7 式7中， LA,t为溴化锂制冷机第t个小时内的冷功率； LE,t为电制冷机第t个小时内的冷功 率； LHS,t为储冷设备在第t个小时内的冷功率； LL,t为第t个小时内的冷负荷； 其中， 储冷/热/电设备的运行约束具体包括： Lmin≤Lt≤Lmax       式8 0≤Lc， t≤ εaLcmax       式9 0≤ld， t≤ εbLdmax      式10 εa+ εb∈(0， 1)        式11 式8～11中， Lt为储冷设备在第t时刻的储存冷量； Lc， t为储冷设备在第t时刻的充电功 率； ld， t为储冷设备在第t时刻的放电功率； Lmin为储冷设备的最小储存电量； Lmax为储电设备 的最大储存电量； Lcmax为储冷设备的最大充电功率； Ldmax为储冷设备的最大放电功率； εa、 εb 分别为储冷设备的充冷状态变量、 放冷状态变量； 储氢装置的运行约束为： 储氢装置的储能量需满足以下 条件： 式中： Et为第t时刻的初始储氢装置的剩余容量； Et‑1为第t‑1时刻的初始储氢装置的剩 余容量； γs为储氢装置的储存效率； γe为电解槽的产氢效率； γf为燃料电池的发电效率； 分别为电解槽和燃料电池的额定输出功率； 分别为储氢装置储存容量的 上、 下限。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115169973 A 3