[发明专利]一种综合能源储能系统优化调度方法

权利要求书

1.一种综合能源储能系统优化调度方法，其特征在于，包括：

S1：构建综合能源储能系统结构框架，其中，综合能源储能系统结构框架包括电解池、燃料电池、电锅炉、储氢罐、储热罐以及能量输入输出关系；

S2：构建综合能源储能系统优化调度模型，其中，综合能源储能系统优化调度模型包括目标函数以及约束条件，目标函数包括储能经济效益最大、储能充放能量损失最小以及储能调度参与下微网与主网联络线功率波动最小，约束条件包括设备功率约束和能量平衡约束；

S3：基于构建的综合能源储能系统结构框架和优化调度模型，采用多目标粒子群优化算法，求解综合能源储能系统调度方案的非劣解集，并利用模糊隶属度函数从非劣解集中筛选出最终调度方案；

其中，S1构建综合能源储能系统结构框架具体包括：

S1.1：确定电解池能量输入输出关系：

W_EC,t＝P_EC,tυ_EC/H_h2 (1)

其中，P_EC,t为电解池消耗的电功率，W_EC,t为电解池生成的氢气，υ_EC为电解池的转化效率，H_h2为电能折算为相同能量氢气的单位换算系数；

S1.2：确定燃料电池能量输入输出关系：

P_FC,t＝W_FC,tυ_FCH_h2 (2)

其中，W_FC,t为燃料电池消耗的氢气，P_FC,t为燃料电池输出的电功率，υ_FC为燃料电池的转化效率；

S1.3：确定电锅炉能量输入输出关系：

Q_EB,t＝P_EB,tυ_EB (3)

其中，P_EB,t为电锅炉消耗的电功率，Q_EB,t为电锅炉输出的热功率，υ_EB为电锅炉的转化效率；

S1.4：确定储氢罐储氢量计算公式：

其中，E_HST,t和E_HST,t+1分别为t时刻和t+1时刻储氢罐所含的氢气量，和分别为t时刻储氢罐的储氢量和释氢量，和分别为储氢罐的储氢效率和释氢效率；

S1.5：确定储热罐储热量计算公式：

其中，E_TST,t和E_TST,t+1分别为t时刻和t+1时刻储热罐所含的热量，和分别为t时刻储热罐的储热量和释热量，和为储热罐的储热效率和释热效率；

S2具体包括：

S2.1：构建经济效益最大的第一目标函数，经济效益包括储能售能收入，储能购电成本、设备启停成本、设备维护成本，第一目标函数为：

f₁＝max{C_dischage-C_chage-C_start-C_main} (6)

其中，C_dischage为储能售能收入，C_chage为储能购电成本，C_start为设备启停成本，C_main为设备维护成本；

储能售能收入C_dischage的计算公式如下：

其中：τ_t为电解池生成氢气供应氢负荷的比例，c_E,t为向电网购售电价格，c_H2,t为售氢价格，c_T,t为售热价格，υ_FC为燃料电池的转化效率，为t时刻储氢罐的释氢量，为t时刻储热罐的释热量；

储能购电成本C_chage的计算公式如下：

其中：和c_re,t分别为储能向可再生能源发电机组的购电功率和购电电价，为储能向电网的购电功率；

设备启停成本C_start的计算公式如下：

其中：n_EC、n_EB、n_FC、n_HST、n_TST分别为调度周期内电解池、电锅炉、燃料电池、储氢罐、储热罐的启停次数，分别为调度周期内电解池、电锅炉、燃料电池、储氢罐、储热罐的启停成本；

设备维护成本C_main的计算公式如下：

其中：分别为调度周期内电解池、电锅炉、燃料电池、储氢罐、储热罐的设备维护成本，P_EC,t为电解池消耗的电功率，P_EB,t为电锅炉消耗的电功率，P_FC,t为燃料电池输出的电功率，W_HST,t为t时刻储氢罐储/释量，取绝对值，Q_TST,t为t时刻储热罐储/释量，取绝对值；

S2.2：构建充放能量损失最小的第二目标函数：

其中，ω₁为电-氢充放损耗系数，ω₂为电-氢-电充放损耗系数，ω₃为电-热充放损耗系数，T为储能调度周期内的总时段数，T＝24；

S2.3：构建联络线功率波动最小的第三目标函数：

其中：P_E,t，P_T,t和P_H2,t为t时刻微网和主网联络线的电功率、热功率和氢功率，P_T,t+1为t+1时刻微网和主网联络线的热功率,P_H2,t+1为t+1时刻微网和主网联络线的氢功率；

S2.4：构建元件出力约束，设备功率预设和容量约束为不等式约束：

系统能量平衡约束为等式约束，包括：

P_Eload,t＝P_PV,t+P_WT,t-P_EC,t-P_EB,t+P_FC,t+P_E,t (18)

其中：为电解池消耗电功率的上限；为电锅炉消耗电功率的上限；为燃料电池输出电功率的上限；和分别为单位时间内储氢罐储氢和释氢的上限系数；和分别为储氢罐储氢和释氢的二元状态变量；为储氢罐的容量；和分别为储氢罐存储容量的上下限系数；和分别为单位时间内储热罐储热和释热的上限系数；和分别为储热罐储热和释热的二元状态变量；为储热罐的容量；和分别为储热罐存储容量的上下限系数。