[发明专利]一种兆瓦级氢储能电站容量配置方法及系统

说明书

本发明涉及一种兆瓦级氢储能电站容量配置方法及系统。所述方法包括：生成待搜索空间；设置粒子结构；将粒子当前位置代入氢能综合利用系统运行规划，计算各粒子当前适应度；根据当前适应度更新粒子历史最优位置；根据历史最优位置计算粒子当前速度；据粒子当前位置和当前速度计算下一次迭代的当前位置；判断当前位置是否超出待搜索空间，若是，进行位置限制；若否，判断是否达到最大迭代次数或满足迭代退出条件，若是，返回进行下一次迭代计算；若否，将粒子群的历史全局最优位置输出，得到最优设备选型结果，并据此配置兆瓦级氢储能电站容量。采用本发明提供的方法，能够快速、高效地求解最优设备选型结果，提高兆瓦级氢储能电站容量配置效率。

技术领域

本发明涉及氢储能电站建设技术领域，特别是涉及一种兆瓦级氢储能电站容量配置方法及系统。

背景技术

目前国内兆瓦级的氢储能电站建设经验较少，示范工程尚属建设阶段。兆瓦级氢储能电站建设需要结合当地电网实际情况，有效配置电解槽的种类、容量，储氢罐容量，燃料电池容量，以及辅助系统、空气压缩机等设备的选型。而不同的地区电力分布不同，风电光电等新能源发电站的接入对电网波动性影响较大，当新能源发电站接入的种类和容量不同时，所需的氢储能电站容量也不相同。因而需要根据不同地区电网新能源接入情况的不同，建立氢储能电站容量配比的数学模型，根据不同地区的情况，进行设备的选型定容，得到配置兆瓦级电站设备的最佳方案。因此，设备的选型定容问题是氢能综合利用系统规划设计的工程实际中常见且亟待解决的问题。

在系统规划问题中，传统的系统选型定容求解方法是构建一个新的优化问题，将待选设备的类型及数量作为一套新的待优化变量，带入系统约束方程进行求解。在氢能综合利用系统中，使用优化方法求解该类设备选型定容问题的基本思路如图1所示。参见图1分析设备选型定容优化求解的优化问题，其中，待优化变量为表示系统各设备选型方案的矩阵与表示系统各设备采用数量的矩阵。可以看到，因为设备选型与设备数量都是非连续的，所以待优化变量矩阵X与Y都是整型变量而非连续变量。系统选型方案的索引矩阵X到实际设备容量等参数的映射，这一约束关系是一非线性函数。优化约束中的设备待选类型可选范围与数量限制的范围关系是线性的上下界约束。而在系统的目标函数中，系统经济性评价指标是将设备选型结果及数量带入后求解系统运行模拟非线性规划而得到的，具有很强的非线性。综上所述，基于优化的设备选型定容求解方法的本质是求解一个混合整数非线性规划(MINLP)问题。

直接求解MINLP虽然可以求解，但是在设备待选型较为丰富或系统结构较为复杂时，通用化且高效求解MINLP问题是一个很大的难点。因此，如何提供一种高效的选型定容求解方法，从而获得配置兆瓦级电站设备的最佳方案，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种兆瓦级氢储能电站容量配置方法及系统，以快速、高效地求解最优设备选型结果，从而配置兆瓦级氢储能电站容量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种兆瓦级氢储能电站容量配置方法，包括：

根据待选设备的设备选型范围和数量选择范围生成待搜索空间；

设置粒子的结构；所述粒子的结构包含当前位置、历史最优位置以及历史最优适应度；

将所述粒子的当前位置代入氢能综合利用系统运行规划，计算各粒子的当前适应度；

根据所述当前适应度更新所述粒子的历史最优适应度与历史最优位置；

根据所述粒子的历史最优位置计算所述粒子的当前速度；所述当前速度代表下一次的搜索方向；

根据所述粒子的当前位置和当前速度计算下一次迭代的当前位置；

判断所述当前位置是否超出所述待搜索空间，获得第一判断结果；

若所述第一判断结果为所述当前位置超出所述待搜索空间，则进行位置限制；