【技术实现步骤摘要】
一种考虑多电解槽启停特性的热氢联产系统优化控制方法
[0001]本专利技术涉及综合能源系统的控制策略领域,具体涉及一种含多电解槽的考虑启停特性的热氢联产系统优化控制方法。
技术介绍
[0002]通过综合利用风、光等新能源发电、产热、制氢以及储热、储氢的先进技术,能够解决我国偏远地区用电、用热、用氢等需求,与此同时,在此基础上研究综合能源系统控制策略问题,对于高效并且经济地利用可再生能源是非常必要的。合理的控制策略能够确保系统在满足可靠性以及安全性约束的基础上,实现成本最低,并避免可再生能源的浪费、能源供不应求等情况。因此,充分利用新能源发电与储能的先进技术,建设风机、光电与储能技术一体化的新一代综合能源系统,实现热氢联产系统的运行控制与协调供给,对于我国新一代能源系统建设具有极高的价值和意义。
[0003]在热氢联产综合能源系统运行控制方面,目前存在的问题主要包括在分析研究过程中,需要对多个电解槽的运行状态进行分析,需要考虑风、光等出力的波动性对电解槽运行产生的影响,并根据电解槽实际出力计算弃风弃光率;根据风光出力与实际氢负荷需求以及储氢装置容量,来对电解槽的工作状态进行控制;而电解槽的启停特性又会对热氢联产模型产生影响,最终实际的热输出结果会有所变化。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决上述问题,实现含多电解槽的考虑启停特性的热氢联产综合能源系统优化控制方法。
[0005]本专利技术技术方案如下:
[0006]第一方面,本专利技术提供了一种考虑多电解槽启停特性 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑多电解槽启停特性的热氢联产系统优化控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,计算考虑到风、光可再生能源出力波动影响下的各电解槽实际功率,并确定电解槽的最大额定功率,建立考虑多电解槽启停特性的分层控制策略;步骤2,将电解槽制氢过程中散发的热量进行收集,根据电解槽的工作状态计算产热功率,并结合损失热量计算余热,所述余热用于作为制热储热系统中储热装置的热源以及向用户供给热负荷,实现热氢联产;步骤3,根据计算得到的电解槽实际产生的余热量,结合制热储热系统中制热装置的实际制热量和用户热负荷需求,来对制热储热系统进行优化控制。2.根据权利要求1所述的考虑多电解槽启停特性的热氢联产系统优化控制方法,其特征在于,所述的步骤1包括:1.1)根据综合能源系统所能接受的最大增加/减少量来限制风光出力,当风光出力处于综合能源系统正常的承受范围内,电解槽处于正常工作状态;若风光出力过大,电解槽在一定时间的工作后处于待机冷却状态;若风光出力过小,电解槽处于停机状态;t时刻每个电解槽的理论输出功率如下:式中,P
ele
(t)表示t时刻电解槽的理论输出功率;P
wt
(t)表示t时刻风力发电功率;η
max
表示综合能源系统所能接受的最大风力功率增量,且η
max
>0;P
pv
(t)表示t时刻光伏发电功率;λ
max
表示综合能源系统所能接受的最大光伏功率增量,且λ
max
>0;1.2)结合电解槽的理论输出功率和电解槽额定功率,计算电解槽实际功率,计算公式为:式中,p
real
‑
ele
(t)表示t时刻电解槽的实际功率,p
rate
表示电解槽额定功率。1.3)结合当地对弃风弃光指标的要求确定电解槽的最大额定功率;所述的弃风弃光指标计算公式为:式中,δ表示制氢储氢系统的弃风弃光率,T表示时间段;制氢储氢系统的弃风弃光率与电解槽的额定功率满足一定的函数关系,且在一定范围内,弃风弃光率会随着电解槽额定功率的增大而减小,根据当地对弃风弃光指标的要求,配置电解槽的最大额定功率;1.4)建立考虑多电解槽启停特性的分层控制策略,包括:若风光出力小于综合能源系统正常的承受范围的最低值,则风光出力达不到电解槽的启动功率,电解槽处于停机状态,电解槽均不工作;若风光出力充足,且用户氢负荷需求低于或等于预设值,根据用户氢负荷需求控制部
分电解槽处于正常工作状态以满足氢负荷要求,再控制其余部分电解槽正常工作直至储氢装置的储氢量达到容量限值,之后控制除用于满足氢负荷要求之外的其余电解槽为停机状态;若风光出力充足,且用户氢负荷需求高于预设值,则对所有电解槽进行分层控制;所述的分层控制方法为:将所有的电解槽分为A、B、C三层,每一层设置不同大小的启动功率与相同的待机功率,所述的待机功率大小与电解槽最大功率限值相等,所述的电解槽最大功率限值为电解槽额定功率的110%~130%,所述的启动功率在A、B、C三层中依次增大;风光出力首先作用于A层中的电解槽,当A层中的电解槽达到额定工作状态后,多余风光出力传递到B层;B层中的电解槽启动功率增大,电解槽启动时间相比A层中的电解槽启动时间延长,当B层中的电解槽达到额定工作状态之后,多余风光出力将会传递到C层;C层中的电解槽启动功率最大,电解槽启动时间相比B层中的电解槽启动时间延长,当C层中的电解槽达到额定工作状态之后,则所有的电解槽均达到额定工作状态;若风光出力在满...
【专利技术属性】
技术研发人员:马润生,赵文强,韩永强,赵建勇,年珩,周军,王海亭,陈磊磊,石生超,范彩兄,王正伟,祁富志,徐嘉伟,王克荣,罗仲全,
申请(专利权)人:国网青海省电力公司国网青海省电力公司电力科学研究院浙江大学,
类型:发明
国别省市:
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