【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及综合能源系统，尤其是涉及一种考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法。
技术介绍
1、近年来，新能源占比不断提高，这加速了净零排放的进程时，如何在全球范围内运输和分配可再生能源成为一项巨大的挑战。利用绿色电力获取氢，氢被认为是一种有前途的能源载体，氢气已被确定为向低碳经济过渡的关键组成部分，利用可再生能源制取未来能源载体的氢气一直被认为是最有效方式。
2、气态氢输送是最典型的氢气输送方式，其将氢气以气态分配，在高压下被压缩，压缩的氢气然后储存和运输在氢管道或管拖车。氢长管拖车和氢管道都是常用的气态氢输送方法。由于其成本相对较低且基础设施完善，因此被广泛使用。可根据不同的运输距离、规模和地理条件，选择有效的氢管道和长管拖车输送氢气。探索氢气输送的多模式，开展综合能源系统优化运行研究，对于进一步促进电力系统绿色、经济运行具有重要意义。
3、目前，如何有效降低综合能源系统运行费用是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解弥补现有综合能源系统优化运行中氢能运输的不足，实现综合能源系统运行费用降低的技术问题。
2、为此，本专利技术的一个目的在于提出一种考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，包括以下步骤：
3、构建氢长管拖车的氢气输送模型；
4、构建氢管道的氢气输送模型；
5、考虑设备运行约束条件；
6、基于所述氢长管拖车的氢气输送模型和所述氢管道的氢气输送模型，以综合
7、进一步的，构建氢长管拖车的氢气输送模型，包括：
8、氢长管拖车在输送氢能时，在任何时刻只能停留在一个位置，并且氢长管拖车的氢气输送模型考虑氢气的存储充放约束。
9、进一步的，所述氢长管拖车的氢气输送模型表述如下：
10、
11、ss.t.v＝ss.t-1.v+sks.t.v-sds.t.v
12、0≤ss.t.v≤ss.max.v
13、ξs.t.vsks.min.v≤sks.t.v≤ξs.t.vsks.max.v
14、ξs.t.vsds.min.v≤sds.t.v≤ξs.t.vsds.max.v
15、式中，s表示行驶站点；ψ表示站点集合；v表示长管拖车索引；μt.v和ξs.t.v均为二进制变量，分别表示长管拖车在t时刻的利用状态和长管拖车是否在站点；sks.t.v和sds.t.v分别为长管拖车在t时刻的氢气充放量；ss.t.v和ss.max.v分别为长管拖车在t时刻储存的氢气量和长管拖车的容量；ss.t-1.v为t-1时刻长管拖车储存的氢气量；sks.max.v和sks.min.v分别为长管拖车充氢的最大值和最小值；sds.max.v和sds.min.v分别为长管拖车放氢的最大值和最小值。
16、进一步的，所述氢管道的氢气输送模型的表述如下：
17、
18、式中，qij.t为平均气流量；ρ0为标准状态下气体密度；r、z和t分别为特定气体常数、气体压缩因子和温度；fij为管道摩擦系数，dij和δxij为管道直径和长度；i和j分别代表不同节点；pi.t和pj.t分别为i节点气压和j节点气压。
19、进一步的，所述i节点气压的约束表示为：
20、pi.min≤pi.t≤pi.max
21、式中，pi.max和pi.min分别为i节点气压的上下限；
22、所述平均气流量约束表示为：
23、qij.min≤qij.t≤qij.max
24、式中，qij.max和qij.min分别为平均气流量的上下限。
25、进一步的，基于所述氢长管拖车的氢气输送模型和所述氢管道的氢气输送模型，以综合能源系统日运行成本最小为目标，构建考虑氢气多模式输送的综合能源系统优化运行模型，向所述综合能源系统优化运行模型中输入所述设备运行约束条件，进行求解，所述考虑氢气多模式输送的综合能源系统优化运行模型如下：
26、
27、其中，ccurt，ce，cgas分别表示弃风光惩罚价格，购电价格和购气价格；chtt和cpipe分别表示氢长管拖车和氢管道的单位运行成本；pcur.t为可再生削减功率；pgrid.t为上级电网交换的功率；为热负荷的气源点的购气量；和分别表示氢长管拖车和氢管道对应的氢气质量。
28、进一步的，所述设备运行约束条件，包括热电联产机组运行约束，其表达式如下：
29、
30、
31、式中，和分别为设备产热效率和产电效率；和分别为电功率和热功率；为t时刻天然气消耗量；为t+1时刻天然气消耗量；和为天然气消耗量的上下限；和为天然气消耗的爬坡限制的最大值和最小值。
32、进一步的，所述设备运行约束条件包括储氢罐运行约束,其表达式如下：
33、hst+1＝hst+mch.t-mdis.t
34、hsmin≤hst≤hsmax
35、hst＝1＝αhsmax
36、δhsmin≤hst-hst-1≤δhsmax
37、mhs.min≤mch.t≤zhsmhs.max
38、mhs.min≤mdis.t≤(1-zhs)mhs.max
39、式中，hst为t时刻储氢罐存储的氢气质量；hst+1为t+1时刻储氢罐存储的氢气质量；hst-1为t-1时刻储氢罐存储的氢气质量；mch.t和mdis.t分别为储氢罐氢气充放量；hsmin和hsmax分别为储氢量的上、下限；α和zhs分别为储氢罐的初始状态系数和充放氢状态系数；δhsmax和δhsmin为氢气存储的爬坡限制的最大值和最小值；mhs.min和mhs.max为储氢罐充放氢的上、下限。
40、进一步的，所述设备运行约束条件包括氢燃料电池运行约束，其表达式如下：
41、
42、式中，和分别为氢燃料电池消耗的氢气质量、能量转化系数和产生的电能；和为氢量消耗的上、下限；和为燃料电池的爬坡限制的最大值和最小值。
43、进一步的，所述设备运行约束条件包括电解槽运行约束，其表达式如下：
44、
45、式中，和分别为电解槽生产的氢气质量、能量转化系数和消耗的电能，和为电量消耗的上、下限，和为电解槽的爬坡限制的最大值和最小值。
46、进一步的，所述设备运行约束条件包括电化学储能运行约束，其表达式如下：
47、soct+1＝soct+(pch.t-pdis.t)
48、socmin≤socs,t≤socmax
49、soct＝1＝βsocmax
50、pbat.min≤pch.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，构建氢长管拖车的氢气输送模型，包括：
3.根据权利要求2所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述氢长管拖车的氢气输送模型表述如下：
4.根据权利要求1所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述氢管道的氢气输送模型的表述如下：
5.根据权利要求4所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述i节点气压的约束表示为：
6.根据权利要求1所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，基于所述氢长管拖车的氢气输送模型和所述氢管道的氢气输送模型，以综合能源系统日运行成本最小为目标，构建考虑氢气多模式输送的综合能源系统优化运行模型，向所述综合能源系统优化运行模型中输入所述设备运行约束条件，进行求解，所述考虑氢气多模式输送的综合能源系统优化运行模型如下：
7.根据权利要
8.根据权利要求6所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述设备运行约束条件包括储氢罐运行约束,其表达式如下：
9.根据权利要求1所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述设备运行约束条件包括氢燃料电池运行约束，其表达式如下：
10.根据权利要求1所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述设备运行约束条件包括电解槽运行约束，其表达式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，构建氢长管拖车的氢气输送模型，包括：
3.根据权利要求2所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述氢长管拖车的氢气输送模型表述如下：
4.根据权利要求1所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述氢管道的氢气输送模型的表述如下：
5.根据权利要求4所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，所述i节点气压的约束表示为：
6.根据权利要求1所述的考虑多模式氢气输送的综合能源系统优化运行方法，其特征在于，基于所述氢长管拖车的氢气输送模型和所述氢管道的氢气输送模型，以综合能源系统日运行成本最小为目...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑剑锋，刘志陆，陆锦培，周龙舟，李笑竹，马恒瑞，冼钟业，陈雪，万敏，周磊，张姣，刘若愚，刘成，刘聪，祝钧，曾俊然，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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