(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 202210849146.8 (22)申请日 2022.07.19 (71)申请人 中国电建集团西北勘测设计 研究院 有限公司 地址 710065 陕西省西安市雁塔区丈 八东 路18号 申请人 西安交通大 学 (72)发明人 彭怀午　陈康　张俊峰　白云艳　 齐开来　文龙　王跃社　师进文　 (74)专利代理 机构 西安吉盛专利代理有限责任 公司 61108 专利代理师 杨全枝 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/25(2020.01) G06N 3/00(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/32(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 一种基于模拟退火算法的风光储制氢系统 日前调度方法 (57)摘要 本发明属于新能源储制氢优化调度技术领 域， 特别涉及一种基于模拟退火算法的风光储制 氢系统日前调度方法。 该方法具体步骤为： 根据 电网峰谷分时电价政策、 负荷 端氢气需求和新能 源发电的间歇性， 建立以系统日前运行成本最低 的制氢系统日前处理模型； 利用自适应模拟退火 粒子群算法求解制氢系统日前处理模 型， 得到风 光储制氢系统日前优化调度方法； 根据得到的风 光储制氢系统日前优化调度方法， 对风光储制氢 系统各时段蓄电池出力功率、 电网购电功率和电 解槽运行功率进行设定， 从而实现对风光储制氢 系统进行调度。 本发明利用模拟退火算法的变异 特性对传统PSO算法进行了改进， 进而求解制氢 系统日前处理模 型， 从而得到日运行成本最低的 制氢系统日前调度方案 。 权利要求书3页 说明书9页 附图6页 CN 115115130 A 2022.09.27 CN 115115130 A 1.一种基于模拟退火算法的风光储制氢系统日前调度方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： S1： 根据碱性电解槽使用成本、 系统向电网购电的电价、 蓄电池装置单位电量的维护成 本和压缩机的运行成本， 建立以系统日前运行成本最低的制氢系统日前处 理模型； S2： 利用自适应模拟退火粒子群算法求解制氢系统日前处理模型， 得到风光储制氢系 统日前优化调度方法； S3： 根据S2中得到的风光储制氢系 统日前优化调度方法， 对风光储制氢系统各时段蓄 电池出力功率、 电网购电功率和电解槽运行功率进行设定， 从而实现对风光储制氢系统进 行调度。 2.根据权利要求1所述一种基于模拟退火算法的风光储制氢系统日前调度方法， 其特 征在于： 所述步骤S1中， 以系统日前运行成本最低的风光储制氢系统日前处理模型建立过 程包括如下步骤： S11： 建立目标函数， 系统日前运行成本 Cday采用如下公式来表征： 式中： Cday为系统日前运行成本， 元； Cele为碱性电解槽使用成本， 元/(kW ·h)； 为电 解槽在时段t的运行功率， kW； Cgrid为系统向电网购电的电价， 元/(kW ·h)； 为向电网购 电时的交互功率， kW； Csto为蓄电池装置单位电量的维护成本， 元/(kW ·h)； 为蓄电池的 实际出力， kW； Ccom为压缩机的运行成本， 元/(N ·m3)； 为在时段t待压缩氢气量， N ·m3； Δt为时间 间隔， 1h； S12： 获取约束条件， 具体包括： S121： 系统功率平衡约束： 式中: 为可再生能源出力， 即风光互补发电在t时段的最大出力功率， kW； 为蓄电 池的充/放电功率， 其中蓄电池放电功率 为正值， 充电功率 为负值， k W； S122： 蓄电池 储能系统约束： 蓄电池的容量与上一 时段的容量和上一 时段内的充放电功率和自放电量有关， 蓄电池 t时段的荷电状态为： 式中： 为蓄电池t时段的荷电状态； σ 为蓄电池的自放电率； ηc为蓄电池充/ 放电效率； Ebat为蓄电池总容 量， kW·h； S123： 电网交 互功率约束： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115115130 A 2式中： 和 分别为系统从电网购电最小功率和最大功率， k W； S124： 电解槽运行功率约束： 式中： 和 分别为碱性电解槽生产状态时的最小运行功率和最大运行功率， k W， S125： 氢气生产约束 式中： 为t时段系统的储氢余量， Nm3； 为t时段碱性电解槽制氢速率， Nm3/h； 为t时段需求侧氢气负荷， Nm3； 为日前运行计划末尾时段系统的氢气余 量， Nm3。 3.根据权利要求2所述一种基于模拟退火算法的风光储制氢系统日前调度方法， 其特 征在于： 所述步骤S122中蓄电池储能系统约束， 蓄电池除了满足容量变化约束外， 还需要满 足蓄电池安全约束， 包括充放电功率上下限约束、 容量上下限约束和蓄电池日内容量始末 相等约束， 具体如下： 蓄电池充放电功率上 下限约束为： 式中： 和 分别为蓄电池充电功率限值和放电功率限值， k W； 蓄电池荷电状态上 下限约束为： 式中： 和 分别为蓄电池最小荷电状态值和最大荷电状态值； 蓄电池日内容 量始末相等约束为： 式中： 和 分别为蓄电池在调度起始时段和末尾时段的荷电状态。 4.根据权利要求1所述一种基于模拟退火算法的风光储制氢系统日前调度方法， 其特 征在于： 所述 步骤S2中， 所述自适应模拟退火粒子群算法采用如下速度更新公式： 式中： 和 分别代表第i个粒子第k次迭代时的速度和位置； r1和r2为随机数； pibest 为第i个粒子的个 体最优位置； Gbest为种群最佳位置 。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115115130 A 3