[发明专利]基于新能源转氨气的多能源框架、消纳方法、介质及设备

权利要求书

1.一种基于新能源转氨气的多能源供应框架的新能源消纳方法，其特征在于，所述基于新能源转氨气的多能源供应框架，包括风机、太阳能热电联产系统、氨气电解槽、氨气储存罐、热电联产机组、燃气锅炉、第一电锅炉和第二电锅炉；所述风机和所述太阳能热电联产系统产生的电能按照控制策略分配给电负荷、氨气电解槽、第一电锅炉和第二电锅炉；所述氨气电解槽在所述风机和所述太阳能热电联产系统供应的电能，或者所述风机和所述太阳能热电联产系统供应的电能以及所述第一电锅炉、所述第二电锅炉供应的热能下产生氨气；所述氨气电解槽产生的氨气按照控制策略分配给氨气储存罐、热电联产机组和燃气锅炉；所述热电联产机组根据控制策略将产生的电能输送至电负荷所在供电线路上，将产生的热能供应给热负荷和/或氨气电解槽；所述燃气锅炉、第一电锅炉和所述太阳能热电联产系统产生的热能也根据控制策略供应给热负荷和/或氨气电解槽；所述基于新能源转氨气的多能源供应框架还包括配电网和电池储能系统，所述配电网和所述电池储能系统向所述基于新能源转氨气的多能源供应框架供应和接收电能；所述新能源消纳方法包括以下步骤：

获取当前时刻起的控制时域内所有预测的场景，以及各场景的概率，其中，所述场景包括环境因素历史数据、电负荷历史数据、热负荷历史数据以及各能量转换单元运行状态的历史数据，所述能量转换单元包括风机、太阳能热电联产系统、热电联产机组、燃气锅炉、第一电锅炉和第二电锅炉；

根据所述场景以及相应的概率，求解所述控制时域内满足所述基于新能源转氨气的多能源供应框架的约束条件的目标函数，使得所述目标函数的值最小，输出控制策略并执行所述控制策略；其中，所述约束条件与多个约束条件方程相对应，多个所述约束条件方程包括第一至第七约束条件方程，

所述第一约束条件方程：

为法拉第效率模型，其中η_A,k表示法拉第效率，T_Z,k表示在第k时段时氨气电解槽的反应温度，r_i是在法拉第效率曲线的第i段上的斜率，t_i是在法拉第效率曲线的第i段上的时间断点，T_Z,min是消化温度的下限，T_Z,max是消化温度的上限；

所述第二约束条件方程S_E,k＝U_kI_kk为电解槽消耗的电能模型，其中S_E,k为电解槽消耗的电能，U_k为电化学工作站在第k时段时的额定电压，I_k是第k时段时通过的电流；

所述第三约束条件方程：

为电能、热能、氨气能三种能量的综合耦合矩阵，其中P_WT是风机的电能输出，P_PVT是太阳能热电联产系统的电能输出，H_PVT是太阳能热电联产系统的热能输出；P_BES是电池储能系统的净输出，V_GS是氨气储存罐的净输出，且P_BES＝P_dis-P_ch；f_A是氨气的生产率；L_e是电负荷，L_h是热负荷；η_e,CHP表示热电联产机组中气转电的效率，η_h,CHP表示热电联产机组中气转热的效率；η_B表示第一、第二电锅炉的效率，η_F表示燃气锅炉的效率；Q_gas为氨气的热值；S_E是电解过程所需电能；S_B为第一、第二电锅炉输入的电能；S_CHP为热电联产机组中氨气的输入量；S_F为燃气锅炉中氨气的输入量；S_ef为加热电解液所用的电能，S_hf为加热电解液所用的热能；S_buy为向上游配电网购买的电能，S_sell为向上游配电网出售的电能；

所述第四约束条件方程：

SOC_gas,min≤SOC_gas,k≤SOC_gas,max，

V_GS,min≤V_GS,k≤V_GS,max，

对应的约束条件是氨气储存罐的放气量和储气量受到管道容量限制，其中SOC_gas,k是在第k时段时的氨气存储状态，V_R代表氨气存储的总体积，SOC_gas,min是氨气存储状态的下限，SOC_gas,max是氨气存储状态的上限，V_GS,k代表氨气的输出/输入体积，当V_GS,k0，代表氨气输出，当V_GS,k0，代表氨气输入，V_GS,min代表氨气输出的下限，V_GS,max代表氨气输出的上限；

所述第五约束条件方程：

SOC_BES,min≤SOC_BES,k≤SOC_BES,max

对应的约束条件是电池储能系统的充电状态必须被限制在一定范围内，以防止过度充电或者放电，其中SOC_BES,k代表电池储能系统在第k时段时的充电状态，SOC_BES,min代表电池储能系统充电状态的下限，SOC_BES,max代表电池储能系统充电状态的上限；E_R是电池储能系统的总储能能力；η_ch代表电池储能系统充电效率，η_dis代表电池储能系统放电效率；

所述第六约束条件方程：

P_ch,k≤P_ch,max·δ_k

对应的约束条件是限制电池储能系统的充放电功率，以避免过快充放电，其中Φ_k代表电池在第k时段时的充电状态的二进制变量，δ_k代表电池在第k时段时的放电状态的二进制变量；P_ch,max是电池储能系统允许的最大充电功率，P_dis,max是电池储能系统允许的最大放电功率；

所述第七约束条件方程0≤S_j,k≤S_j,max，其中_j＝B,F,CHP对应的约束条件是第一电锅炉、第二电锅炉、燃气锅炉和热电联产机组的输出应符合其容量限制，其中S_B,max表示第一、第二电锅炉被允许的最大输出，S_F,max表示燃气锅炉被允许的最大输出，S_CHP,max表示热电联产机组被允许的最大输出。