【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电网，特别是一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法。
技术介绍
1、随着经济的快速发展，能源不足危机和环境污染问题在全球范围内已经引起了广泛关注，进行能源结构改革迫在眉睫。氢能清洁高效、应用广泛,符合未来发展趋势,开始吸引越来越多的国家和地区重视氢能的开发与利用。基于氢能的微电网系统也因此成为低碳环保、且具有巨大的开发潜力，是可再生能源微电网的重要发展方向。
2、氢能微电网通过整合风能、太阳能等可再生能源，以及氢储能技术，实现了能源的高效利用。在风能或太阳能过剩时，通过电解水制氢储存能量，不仅解决了可再生能源产能波动大的问题，还提高了整体能源利用效率。通过使用氢燃料电池代替传统的燃气轮机发电，以及利用绿电制氢，显著降低了碳排放，有助于实现低碳运行和环境保护目标。通过引入氢储能系统，氢能微电网可以有效平抑风力和太阳能发电的波动性，提高电网的稳定性和可靠性。同时，氢储能系统还能作为应急电源，在电网故障时提供电力支持，保证关键负荷的持续供电。
3、配电系统作为电力网络中能源传输和分配的主要载体之一,其安全稳定运行是保证供电可靠性的基础。随着可再生能源发电、电动汽车、储能等分布式能源并网,传统配电网正发展为具有一定可控性逐渐转变成可向输电网反送能量的主动配电网。主动配电网中能源的多源接入和多元化利用提高了电力系统的经济性和可持续性，但同时也面临运行场景复杂和能源分布不均衡等困难,因此需要高效的控制和优化策略来确保系统的稳定运行,提升能源管理效率。最优潮流(optimal power flow,
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：根据并网型氢能微电网的设备参数，构建微电网运行模型，微电网运行模型包括运行约束和总运行成本函数；
4、步骤s2：基于ieee-33节点配电模型，构建配电网运行模型；
5、步骤s3：采用耦合变量，将微电网运行模型与配电网运行模型耦合起来形成混合整数二阶锥规划模型，采用求解器求解该模型，分析耦合后配网的峰谷差变化以及微电网的风光消纳；步骤s4：以总运行成本函数为目标函数，采用混合整数线性规划法实现最优调度：
6、f＝min{com+cfuel+cgas} (1)
7、其中，com为运行维护成本，cfuel为燃料成本，cgas为污染气体治理成本。
8、具体的，所述运行维护成本的计算公式如下：
9、
10、其中，t为调度周期；phss(t)为氢储能系统时刻t的充放电功率；ρw、ρpv、ρhss、ρbat、ρeb、ρgb、ρtst分别为风机、光伏、氢储能系统蓄电池、电锅炉、燃气锅炉、蓄热槽的单位运维成本(元/kw·h)；pw(t)为微电网时刻t的风力发电机产生的功率；ppv(t)微电网时刻t的光伏功率；peb(t)为电储能系统t时刻的充放电功率；pgb(t)为时刻t燃气锅炉消耗的燃气量；ptst(t)为蓄热槽t时刻蓄放热功率。
11、具体的，所述燃料成本的计算公式如下：
12、
13、其中，t为调度周期，rgas为天然气单位价格(元/m3)；lh为天然气热值(kwh/m3)；hgb(t)为时刻t燃气锅炉产生的热量。
14、具体的，所述污染气体治理成本的计算公式为：
15、
16、式中，t为调度周期，和分别为燃气锅炉产生污染气体so2、co2、no2的排放系数和治理成本。
17、具体的，所述微电网运行模型的电功率平衡约束条件为：
18、pw(t)+pbuy(t)+ppv(t)+pfc(t)＝pload(t)+peb(t)+pel(t)+psell(t)+pbat(t) (5)
19、式中：pw为风力发电机输出功率；pbuy为电网向负载侧的输出功率，当微电网不能满足负载功率时，需向电网购电；同理，psell为微电网向电网的输出功率；ppv为光伏发电机输出功率；pfc为电功率；pload为负载功率；pbat为蓄电池充放电功率，当其为负数是视为放电，反之则为充电；pel为电解槽从电母线获取的电功率；peb为蓄电池的充放电功率；
20、所述微电网运行模型的热功率平衡约束条件为：
21、hload(t)+htst-ch(t)＝hgb(t)+heb(t)+htst-dis(t)+hel(t)+hfc(t) (6)
22、式中：hload(t)为时刻t的热负荷；htst-ch(t)、htst-dis(t)为蓄热槽t时刻的蓄放热；hgb(t)为t时刻燃气锅炉产生的热量；heb(t)为时刻t电锅炉产生的热量；hel(t)为时刻t电解槽用于产热的功率；hfc(t)为t时刻的其余热功率。
23、具体的，所述微电网运行模型中蓄电池的运行相关约束条件为：
24、pbatmin≤pbat(t)≤pbatmax (7)
25、socmin≤soc(t)≤socmax (8)
26、式中：pbatmin、pbatmax分别为蓄电池充放电功率上、下限；socmin、socmax分别为蓄电池荷电状态上、下限；
27、所述微电网运行模型中热储能系统相关约束条件为：
28、htstmin≤htst(t)≤htstmax (9)
29、hocmin≤hoc(t)≤hocmax (10)
30、式中：htstmin、htstmax分别为蓄热槽蓄放热功率上、下限；hocmin、hocmax分别为蓄热槽蓄热状态上、下限；
31、所述微电网运行模型中氢能系统相关约束条件为：
32、pfcmin≤pfc(t)≤pfcmax (11)
33、pelmin≤pel(t)≤pelmax (12)
34、sohcmin≤sohc(t)≤sohcmax (13)
35、phy(t)＝afcpfc(t)+aelpel(t) (14)
36、afc+ael≤1 (15)
37、其中,pfcmin、pfcmax分别为燃料电池功率上、下限；pelmin、pelmax分别为电解槽功率上、下限；sohcmin和sohcmax分别为储氢状态sohc(t)的上、下限；phy(t)为氢能系统在时刻t的运行功率；afc、ael分别为燃料电池、蓄电池的工作标志位，其取值为0或1，取0为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述运行维护成本的计算公式如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述燃料成本的计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述污染气体治理成本的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述微电网运行模型的电功率平衡约束条件为：
6.根据权利要求5所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述步骤S2中的配电网运行模型的目标函数为：
8.根据权利要求7所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述配电网运行模型的约束条件包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于氢
...【技术特征摘要】
1.一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述运行维护成本的计算公式如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述燃料成本的计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运行优化方法，其特征在于：所述污染气体治理成本的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的一种基于氢能微电网与配电网协同运...
【专利技术属性】
技术研发人员：张曦，徐韵扬，赁宇欣，史华勃，黄格超，张安安，杨威，李茜，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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