本发明专利技术涉及一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，包括如下步骤：针对近海海岛场景，对风力发电、光伏发电、多种制氢设备、锂电储能、氢储能和负荷进行建模，实现近海海岛综合能源系统的构建；以多种制氢设备的运行功率和锂电储能运行功率为优化对象，以最小化调度日前调度的运行成本目标函数为优化目标，通过优化得到日前调度方案；以多种制氢设备的调整功率和锂电储能的调整功率为优化对象，以日内短时优化目标函数为优化目标，优化所述日前调度方案，得到最终的调度方案。与现有技术相比，本发明专利技术具有有效提高近海海岛的综合效益、保障电网稳定性等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海岛电网调度，尤其是涉及一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法。
技术介绍
1、当前，电网调度领域聚焦大规模高比例可再生能源开发利用，研发更高效、更经济、更可靠的水能、风能、太阳能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源先进发电及综合利用技术，支撑可再生能源产业高质量开发利用；攻克高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关键技术，推动氢能与可再生能源融合发展。然而，由于风电、光伏本身的偶然性和波动性，加上电网本身调峰能力不足，就地消纳有限，市场机制不完善，导致往往有很大比例的弃风弃光现象出现，无法做到新能源的完全消纳，造成了极大的能源浪费与损失。在与陆地电网沟通薄弱的近海海岛微网中，这种现象尤为突出。
2、近海海岛具有天然的自然资源禀赋，海上风力发电在海岛综合能源系统中的应用可有效降低二氧化碳的排放。同时，随着岛屿自身负荷的增长以及分布式可再生能源的不断接入，海岛能源系统正逐步向绿色低碳发展。然而，面对海岛微电网新能源渗透率不断攀升，新能源设备对电网稳定运行支撑性较弱等问题也愈发显著，新能源消纳和能源综合利用给海岛微电网低碳运行带来严峻挑战。
3、综上，当前与缺少针对海岛场景的电网调度方法，以提高环境效益。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，以综合提升近海海岛环境效益。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
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p>3、本专利技术提供了一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，包括如下步骤：4、针对近海海岛场景，对风力发电、光伏发电、多种制氢设备、锂电储能、氢储能和负荷进行建模，实现近海海岛综合能源系统的构建；
5、以多种制氢设备的运行功率和锂电储能运行功率为优化对象，以最小化调度日前调度的运行成本目标函数为优化目标，通过优化得到日前调度方案；
6、以多种制氢设备的调整功率和锂电储能的调整功率为优化对象，以日内短时优化目标函数为优化目标，优化所述日前调度方案，得到最终的调度方案。
7、作为优选的技术方案，所述的多种制氢设备包括碱性电解水制氢设备和质子交换膜电解水制氢设备。
8、作为优选的技术方案，所述的碱性电解水制氢设备建模为：
9、
10、其中，为t时刻输入碱性电解水制氢设备功率下限，palk,t为t时刻输入设备功率，为t时刻输入设备功率上限，palk,t-1为t-1时刻输入设备功率，ηalk为碱性电解水制氢设备爬坡率。
11、作为优选的技术方案，所述的质子交换膜电解水制氢设备建模为：
12、
13、其中，为t时刻输入质子交换膜电解水制氢设备功率下限，ppem,t为t时刻输入设备功率，为t时刻输入设备功率上限，ppem,t-1为t-1时刻输入设备功率，ηpem为质子交换膜电解水制氢设备爬坡率。
14、作为优选的技术方案，所述的日前调度的运行成本目标函数为：
15、minc1＝calk+cpem+cbess+cbuy
16、
17、其中，c1为海岛微电网日前调度运行成本，calk为碱性电解水制氢设备运行成本，cpem为质子交换膜电解水制氢设备运行成本，cbess为锂电池储能设备运行成本，cbuy为电网购电成本；calk为碱性电解水制氢设备运行成本系数，cpem为质子交换膜电解水制氢设备运行成本系数，cbess为锂电池储能设备运行成本系数，cbuy,t为t时刻购电单价，palk,t为t时刻碱性电解水制氢设备功率，ppem,t为t时刻质子交换膜电解水制氢设备运行功率，pbess,t为t时刻储能设备运行功率，pbuy,t为t时刻电网购电功率。
18、作为优选的技术方案，所述的日内短时优化目标函数为：
19、min c2＝δcp,l+cwt，l+cpv，l
20、
21、其中，δcp,l为日内短时优化下部分设备功率调整总成本，cwt,l为日内短时优化下弃风惩罚成本，cpv,l为日内短时优化下弃光惩罚成本，cp.l为功率改变单位成本,cbuy,l为长时功率改变单位购电成本,δpalk,l,t为日内短时优化下t时刻碱性电解水制氢设备调整功率,δppem,l,t为日内短时优化下t时刻质子交换膜电解水制氢设备调整功率,δpbess,l,t为日内短时优化下t时刻锂电池储能设备调整功率,λwt为弃风单位惩罚成本,为日内短时优化下t时刻风电出力最大值,pwt,l,t为日内短时优化下t时刻风电实际调度功率,λpv为弃光单位惩罚成本,为日内短时优化下t时刻光伏出力最大值,ppv,l,t为日内短时优化下t时刻光伏实际调度功率。
22、作为优选的技术方案，所述的锂电储能建模为：
23、
24、其中，sbess,t为t时刻锂电池储能容量，sbess,t-1为t-1时刻储能容量，ηbess,ch为t时刻储能充电效率，为t时刻储能充电功率，为t时刻储能放电功率，ηbess,dis为t时刻储能放电效率。
25、作为优选的技术方案，所述的风力发电建模为：
26、
27、其中，pwt,t为t时刻风力发电功率，ρ为空气密度，cp为叶尖速比和桨距角的函数vt为t时刻风速，r为风轮叶片半径，pwr,t为风电额定功率，vc为切入风速，vr为额定风速，vf为切出风速。
28、作为优选的技术方案，所述的光伏发电建模为：
29、
30、其中，ppv,t为t时刻光伏发电功率，pstc为标准测试环境下光伏最大输出功率，gstc为标准状况下太阳辐射强度值，gac为实际状况下太阳辐射强度值，k为光伏的功率温度系数，tc为光伏电池实际温度，tr为光伏电池参考温度。
31、作为优选的技术方案，所述的氢储能建模为：
32、
33、其中，qht,t为t时刻氢储能容量，qht,t-1为t-1时刻储氢容量，ηh,ch为t时刻充氢效率，为t时刻充氢功率，为t时刻储能放电功率，ηh,dis为t时刻放氢效率。
34、作为优选的技术方案，采用粒子群算法实现优化。
35、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果之一：
36、(1)有效提高近海海岛的综合效益：本专利技术考虑多种制氢方式的运行特性，将海上光伏、风力发电与制氢系统相结合，建立考虑新能源与多种制氢设备接入的海岛电力系统日前日内多时间尺度优化运行模型，并优化近海海岛电力系统日前、日内阶段的能源分配，在提升岛屿可再生能源利用率和系统运行精确性的同时，进一步提升海岛综合能源系统运行的经济性。
37、(2)保证电网的稳定性：本专利技术考虑锂电池储能的充放电特性，在可再生能源出力不足时，提供快速的电能补偿，提高电网运行的稳定性。
38、(3)提高光伏、风能的消纳能力：本本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的多种制氢设备包括碱性电解水制氢设备和质子交换膜电解水制氢设备。
3.根据权利要求2所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的碱性电解水制氢设备建模为：
4.根据权利要求2所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的质子交换膜电解水制氢设备建模为：
5.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的日前调度的运行成本目标函数为：
6.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的日内短时优化目标函数为：
7.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的锂电储能建模为：
8.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的风力发电建模为：
9.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的光伏发电建模为：
10.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的氢储能建模为：
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【技术特征摘要】
1.一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的多种制氢设备包括碱性电解水制氢设备和质子交换膜电解水制氢设备。
3.根据权利要求2所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的碱性电解水制氢设备建模为：
4.根据权利要求2所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的质子交换膜电解水制氢设备建模为：
5.根据权利要求1所述的一种计及能源与制氢融合的近海海岛多时间尺度电网调度方法，其特征在于，所述的日前调度的运...
【专利技术属性】
技术研发人员：时珊珊，朱旺旺，王皓靖，文书礼，杨雯，朱淼，侯川川，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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