基于共享停车场典型场景的电-氢能量枢纽规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于共享停车场典型场景的电

Planning method of electric hydrogen energy hub based on typical scenes of shared parking lot

【技术实现步骤摘要】
基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法


[0001]本专利技术涉及能源电力领域，特别涉及一种基于共享停车场典型场景的电
‑ꢀ
氢能量枢纽规划方法、计算设备及存储介质。

技术介绍

[0002]能量枢纽(Energy Hub，EH)由不同能量载体混合组成，通过这些载体，电力能源系统内的每一种能量流可以最佳地转换、存储并相互作用，以实现客户能源需求的高效交付。这种“能量转换”的能力使能量枢纽可提供更大的操作灵活性，以应对随机的可再生能源(Renewable Energy Source，RES)渗透的影响。与传统能源系统相比，这种灵活性使能量枢纽具有不同的优势，包括减少温室气体排放、提高系统的能源效率和降低系统的运行成本等。
[0003]氢能作为一种清洁、高效、环保、无污染的二次能源，逐渐成为新能源的热点，利用可再生能源发电的电解水制氢已成为一种重要的制氢手段。电、氢和可再生能源系统耦合形成的电
‑
氢能量枢纽，可作为应对未来能源系统可再生能源集成问题的新解决方案。
[0004]近年来，共享经济的发展势不可挡，其资源配置优化、交通运输作为终端能源领域，在能源系统中占有一席之地。作为节能减排的重要工具，电动汽车的数量日渐增多，氢能的应用也逐渐从单一的工业领域转向交通领域。氢燃料汽车是下一代汽车技术的重要研究路线之一，通过利用清洁能源替代化石能源从而实现了零碳排放。
[0005]在上述能量枢纽发展的背景下，以共享停车场(Shared Parking Lot，SPL) 为典型场景，建立分时租赁模式下的电
‑
氢能量枢纽具有前瞻性。在这一模式下，电
‑
氢能量枢纽在共享停车场典型场景下实现为共享停车场，进而对共享停车场进行规划，有助于探讨该模式下能量枢纽的多车型联运与多能源互补过程。然而，目前的相关研究较少关注这一方面，也没有建立完善的数学模型来说明和解决问题，且综合需求响应取决于用户对车型的选择，而用户的偏好受租车价格等因素的影响，具有高度的不确定性，但需求侧响应的不确定性却又是难以准确描述的。
[0006]因此，需要一种新的基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法来优化处理。

技术实现思路

[0007]为此，本专利技术提供一种基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方案，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供一种基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法，在计算设备中执行，电
‑
氢能量枢纽在共享停车场典型场景下实现为共享停车场，共享停车场包括能量转换设备和储能设备，能量转换设备包括可再生能源设备，储能设备包括电储能设备和氢储能设备，该方法包括如下步骤：首先，结合可再生能源设备发电出力、用户出行行为和用户需求响应引起的不确定性，获取共享停车场的运行收益；根据共享
停车场的投资成本和运行收益，构建共享停车场规划的目标函数；生成约束条件，约束条件包括配置约束条件和运行约束条件；基于目标函数，通过约束条件，对共享停车场进行规划。
[0009]可选地，在根据本专利技术的基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法中，共享停车场还包括车辆，车辆包括电动汽车和氢燃料汽车，运行收益以如下公式确定：
[0010][0011]其中，U
opt
表示运行收益，λ
s
表示场景s出现的概率，表示场景s出现的概率，分别表示场景s下共享停车场的年租车收益、年能源购买成本、年运行维护成本、碳排放成本，S表示场景集合。
[0012]可选地，在根据本专利技术的基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法中，场景s下共享停车场的年租车收益可以如下公式确定：
[0013][0014]其中，τ表示一年中的天数，c
e
、c
h
分别表示收费方式与时间相关时电动汽车、氢燃料汽车每分钟的租赁费用，分别表示收费方式与时间和距离均相关时，电动汽车每公里的租赁费用、每分钟的租赁费用，分别表示收费方式与时间和距离均相关时，氢燃料汽车每公里的租赁费用、每分钟的租赁费用，分别表示收费包含起步费时电动汽车的起步费、每分钟的租赁费用，分别表示收费包含起步费时氢燃料汽车的起步费、每分钟的租赁费用，d
i,s
分别表示场景s下用户i的车辆返回时间、车辆出发时间和车辆行驶距离，I1、I2分别表示租赁电动汽车用户集合、租赁氢燃料汽车用户集合，α为一个0/1变量。
[0015]可选地，在根据本专利技术的基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法中，共享停车场通过输入端口与外网连接，外网包括外部电网和外部氢网，场景s下共享停车场的年能源购买成本以如下公式确定：
[0016][0017]其中，τ表示一年中的天数，c
ele
、c
h
分别表示系统购电价格、购氢价格，分别表示场景s下时刻t内共享停车场从外部电网中购电功率、从外部氢网中购氢功率，T表示时间集合，
△
t表示T中划分的每一个时段。
[0018]可选地，在根据本专利技术的基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法中，共享停车场还包括能量填充装置，能量填充装置包括加氢设备和充电桩，场景s下共享停车场的年运行维护成本以如下公式确定：
[0019][0020]其中，M
a
分别表示共享停车场内设备a的年固定维护成本、安装容量，c
mai_e
、c
mai_h
、c
mai_he
、c
mai_cp
分别表示电动汽车、氢燃料汽车、加氢设备、充电桩的年固定维护成本，n
car_e
、n
car_h
、n
he
、n
cp
分别表示电动汽车、氢燃料汽车、加氢设备、充电桩的数量，A表示共享停车场内设备集合。
[0021]可选地，在根据本专利技术的基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法中，还包括获取共享停车场的投资成本，投资成本以如下公式确定：
[0022][0023]其中，C
inv
表示投资成本，k
a
、M
a
分别表示共享停车场内设备a的资本回收因数、单位容量投资成本、安装容量，k
e
、k
h
、k
he
、k
cp
分别表示电动汽车、氢燃料汽车、加氢设备、充电桩的资本回收因数，c
inv_e
、c
inv_h
、c
inv_he
、 c
inv_cp
分别表示电动汽车、氢燃料汽车、加氢设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于共享停车场典型场景的电
‑
氢能量枢纽规划方法，在计算设备中执行，所述电
‑
氢能量枢纽在共享停车场典型场景下实现为共享停车场，所述共享停车场包括能量转换设备和储能设备，所述能量转换设备包括可再生能源设备，所述储能设备包括电储能设备和氢储能设备，所述方法包括：结合所述可再生能源设备发电出力、用户出行行为和用户需求响应引起的不确定性，获取所述共享停车场的运行收益；根据所述共享停车场的投资成本和所述运行收益，构建所述共享停车场规划的目标函数；生成约束条件，所述约束条件包括配置约束条件和运行约束条件；基于所述目标函数，通过所述约束条件，对所述共享停车场进行规划。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述共享停车场还包括车辆，所述车辆包括电动汽车和氢燃料汽车，所述运行收益以如下公式确定：其中，U
opt
表示运行收益，λ
s
表示场景s出现的概率，表示场景s出现的概率，分别表示场景s下共享停车场的年租车收益、年能源购买成本、年运行维护成本、碳排放成本，S表示场景集合。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述场景s下共享停车场的年租车收益可以如下公式确定：其中，τ表示一年中的天数，c
e
、c
h
分别表示收费方式与时间相关时电动汽车、氢燃料汽车每分钟的租赁费用，分别表示收费方式与时间和距离均相关时，电动汽车每公里的租赁费用、每分钟的租赁费用，分别表示收费方式与时间和距离均相关时，氢燃料汽车每公里的租赁费用、每分钟的租赁费用，分别表示收费包含起步费时电动汽车的起步费、每分钟的租赁费用，分别表示收费包含起步费时氢燃料汽车的起步费、每分钟的租赁费用，分别表示场景s下用户i的车辆返回时间、车辆出发时间和车辆行驶距离，I1、I2分别表示租赁电动汽车用户集合、租赁氢燃料汽车用户集合，α为一个0/1变量。4.如权利要求2或3所述的方法，其中，所述共享停车场通过输入端口与外网连接，所述
外网包括外部电网和外部氢网，所述场景s下共享停车场的年能源购买成本以如下公式确定：其中，τ表示一年中的天数，c
ele
、c
h
分别表示系统购电价格、购氢价格，分别表示场景s下时刻t内共享停车场从外部电网中购电功率、从外部氢网中购氢功率，T表示时间集合，
△
t表示T中划分的每一个时段。5.如权利要求2
‑
4中任一项所述的方法，其中，所述共享停车场还包括能量填充装置，所述能量填充装置包括加氢设备和充电桩，所述场景s下共享停车场的年运行维护成本以如下公式确定：其中，M
a
分别表示共享停车...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾博，王文诗，张常昊，罗旸凡，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：