【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电氢融合的能源枢纽调峰领域，具体是涉及一种多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法及其装置。
技术介绍
1、伴随着“双碳”政策的实施以及新能源发电技术的发展，光伏发电和风力发电等可再生能源发电装机总量超过了煤电装机总量。光伏发电和风力发电等新能源发电由于受到环境因素影响，具有较强的波动性，同时与负荷呈现出反调峰特性。电氢融合的能源枢纽可以利用氢储能得灵活优势，为能源枢纽参与电网调峰提供了实现途径。因此，亟需提出电氢融合的能源枢纽参与电网调峰方法，以推进能源综合高效利用，参与电网调峰。
2、一方面，光伏和风力发电等新能源发电，主要依赖于自然环境，因此其输出功率会随着天气条件的变化而波动。同时新能源发电的出力在电力负荷相对较低的时期达到峰值。另一方面，氢能作为集中式可再生能源大规模、长周期储存最具潜力的途径，借助可再生能源电解水制氢可实现大规模、高效消纳可再生能源，同时可以借助氢燃料电池实现氢-电转换，为电网调峰提供支撑。然而，电氢融合的能源枢纽涉及到较多的能量转化，若不借助于良好的调峰策略，则能源枢纽内将会存在较大的能量转化造成的能量损失。目前，针对电氢融合能源枢纽的电网调峰的研究较少，还没有一个较好的电氢融合能源枢纽的电网调峰方案。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，克服上述
技术介绍
的不足，提供一种多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法及其装置，能够实现多种能源间的生产、转换、存储和消费，实现多种能源的协同管理、交互响应与互补互济，提高能
2、本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，第一方面，提供一种多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，包括以下步骤：
3、步骤s1，基于电氢融合能源枢纽电-热-氢耦合特性，考虑各能源转化过程及损耗，建立电氢融合能源枢纽的能量转换精细化模型；构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的调峰收益模型、新能源消纳率模型及综合能效模型；
4、步骤s2，基于电氢融合能源枢纽的能量转换精细化模型、电氢融合能源枢纽的调峰收益模型、新能源消纳率模型及综合能效模型，构建电氢融合能源枢纽参与电网调峰多目标优化模型；
5、步骤s3，求解电氢融合能源枢纽参与电网调峰多目标优化模型，得到电氢融合能源枢纽内各可调机组的出力，根据得到的氢融合能源枢纽内各可调机组的出力，形成电氢融合能源枢纽参与电网调峰支撑控制策略。
6、进一步，步骤s1中，建立电氢融合能源枢纽的能量转换精细化模型，包括：
7、建立电氢融合能源枢纽中的氢-电转换由氢燃料电池转换的第一过程；建立电解槽输入功率的第二转换过程；建立电解槽的电-氢转化的第三过程；建立储氢罐内氢气增加量的第四过程；建立氢燃料电池产生的热能满足热负荷的第五过程；
8、所述电氢融合能源枢纽的能量转换精细化模型包括所述第一过程、第二过程、第三过程、第四过程及所述第五过程的建立过程。
9、进一步，所述第一过程的转换过程为：
10、pfc(t)＝ηfc,e×qfc(t)
11、式中：pfc(t)为t时段氢燃料电池消耗氢气放热的过程产生的电功率；ηfc,e为氢燃料电池的氢电转化效率；qfc(t)为t时段氢燃料电池氢气消耗量；
12、所述第二过程为：
13、pd,in(t)＝ηct(ppv(t)+pm(t)+pq(t)+pfc(t)-pd(t)-pg(t))
14、式中：pd,in(t)为t时段电解槽输入功率；ppv(t)为t时段光伏出力的并网值；pm(t)为t时段风力发电出力的并网值；pq(t)为t时段其他可再生发电出力的并网值；pd(t)为t时段电负荷的预测值；pfc(t)为t时段氢燃料电池的输出电功率；pg(t)为t时段电氢融合能源枢纽的并网电量；ηct为ac-dc变流器的转换效率；
15、所述第三过程为：
16、qec(t)＝ηec×pd,in(t)
17、式中：pd,in(t)为t时段电解槽输入功率；ηec为电解槽的电氢转换效率；qec(t)为t时段电解槽产生的氢气；
18、所述第四过程为：
19、δq＝qec(t)-qfc(t)-qload(t)
20、式中：qec(t)表示电解槽产生的氢气量，qfc(t)为t时段氢燃料电池的输入氢气量；qload(t)为t时段电氢融合能源枢纽的氢负荷氢气消耗量；
21、所述第五过程为：
22、rfc(t)＝ηfc,rqfc
23、式中：rfc(t)为t时段氢燃料电池消耗氢气放热的过程产生的热功率；ηfc,r为氢燃料电池的氢热转化效率；qfc(t)为t时段氢燃料电池氢气消耗量。
24、进一步，步骤s1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的调峰收益模型，包括：
25、构建电氢融合能源枢纽的收入模型：
26、
27、式中：e表示t时段电氢融合能源枢纽的收入，rload(t)为t时段电氢融合能源枢纽的热负荷；qload(t)为t时段电氢融合能源枢纽的氢负荷氢气消耗量；pg(t)为t时段电氢融合能源枢纽的并网电量；tr(t)为t时段售热价格；tq(t)为t时段售氢价格；tg(t)为t时段购售电价格；
28、构建电氢融合能源枢纽运行成本模型；
29、
30、式中：c为t时段电氢融合能源枢纽的运行成本；cd(t)为t时段电解槽消耗单位功率的成本；cfc(t)为t时段氢燃料电池消耗单位氢气的成本；cs(t)为t时段电氢融合能源枢纽固定成本，包含氢气储存与运输、电热能传输成本；
31、电氢融合能源枢纽的调峰收益模型为：
32、s＝e-c
33、式中：s为电氢融合能源枢纽调峰收益；e为电氢融合能源枢纽的收入；c为电氢融合能源枢纽的运行成本。
34、进一步，步骤s1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的新能源消纳率模型，包括：
35、电氢融合的能源枢纽的新能源消纳率模型为：
36、
37、式中：l(t)为t时段电氢融合能源枢纽的新能源消纳率；为t时段光伏出力的预测值；为t时段风力发电出力的预测值；为t时段其他可再生发电出力的预测值。
38、进一步，步骤s1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的综合能效模型，包括：
39、电氢融合能源枢纽的综合能效模型为：
40、
41、式中：pload(t)为t时段电氢融合能源枢纽的电负荷。
42、进一步，步骤s2中，构建电氢融合能源枢纽参与电网调峰多目标优化模型的过程为
43、maxf＝w1(e-c)+w2l+w3n
44、式中：f为优化目标，w1、w2、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤S1中，建立电氢融合能源枢纽的能量转换精细化模型，包括：
3.如权利要求2所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：所述第一过程的转换过程为：
4.如权利要求1所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤S1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的调峰收益模型，包括：
5.如权利要求4所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤S1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的新能源消纳率模型，包括：
6.如权利要求5所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤S1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的综合能效模型，包括：
7.如权利要求1所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：
8.如权利要求1所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤S3中，所述电氢融合能源枢纽内各可调机组的出力，包括光伏、风电、其他可再生能源并网值，氢燃料电池的氢气输入量，电解槽功率输入值。
9.如权利要求1所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤S3中，根据得到的电氢融合能源枢纽内各可调机组的出力，形成电氢融合能源枢纽参与电网调峰支撑控制策略，包括：将电氢融合能源枢纽实际的各可调机组的出力调整为求解得到的电氢融合能源枢纽内各可调机组的出力。
10.一种多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰装置，其特征在于：包括第一构建模块、第二构建模块及处理模块；
...【技术特征摘要】
1.一种多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤s1中，建立电氢融合能源枢纽的能量转换精细化模型，包括：
3.如权利要求2所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：所述第一过程的转换过程为：
4.如权利要求1所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤s1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的调峰收益模型，包括：
5.如权利要求4所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤s1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储氢罐电氢耦合设备的电氢融合能源枢纽的新能源消纳率模型，包括：
6.如权利要求5所述的多目标的电氢融合能源枢纽参与电网调峰方法，其特征在于：步骤s1中，构建含电解槽、氢燃料电池、储...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜飞，高岩，郑鸿睿，滕越，王缔，吴自强，夏鹏，张红，陈国宏，赵骞，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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