[发明专利]风氢耦合系统的制氢储氢容量配置方法

说明书

本发明公开了一种风氢耦合系统的制氢储氢容量配置方法，旨在克服现有技术中的风电场输出功率具有波动性和间歇性，风电的大规模接入导致出现弃风的技术问题，建立了风电‑制氢‑储氢‑供氢的数学模型。依据系统收益率最优的原则，采用风电+市电联合供电满足用氢用户的需求，并采用氢储能系统，尽量利用风电制氢，降低制氢成本，实现有效的制氢、储氢容量配置，提高风氢系统经济性。考虑风氢系统经济性最好的条件下，通过对风氢联合运行模型进行模拟，并结合优化模型，获得更为可靠的制氢储氢系统容量配置方案。

技术领域

本发明涉及新能源发电的风电场和氢能联合开发领域，特别是风电制氢储氢系统联合运行，制氢储氢容量配置方法。

背景技术

风电制氢储氢系统是一个复杂的动态系统，输入端由电网与风电电力联合供给、输出端通过储氢罐及制氢设备联合供给满足用氢用户需求。风电场输出功率具有波动性和间歇性，大规模接入后电网调度压力增大，容易出现弃风问题，对风电场配置一定容量的制氢、储氢系统是缓解电力系统调峰、调频压力，提高风电接纳能力的有效手段之一。同时，大工业用电制氢价格高于风电制氢价格，风电场开发企业也可以利用制氢、储氢系统，尽可能减少因电网限电带来的发电量损失，提高系统整体发电量，并通过出售绿氢的方式提高项目收益，应用前景广阔。

本发明公开了一种风氢耦合系统的制氢储氢容量配置方法。该方法建立了建立风电制氢、储氢和供氢的数学模型，对制氢、储氢容量进行优化配置，所提方法在风电制氢储氢系统规划阶段，考虑风氢系统经济性最好的条件下，通过对风氢联合运行模型进行模拟，并结合优化模型，获得更为可靠的制氢储氢系统容量配置方案。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的风电场输出功率具有波动性和间歇性，风电的大规模接入导致出现弃风的技术问题，提供一种风氢耦合系统的制氢储氢容量配置方法，建立了风电-制氢-储氢-供氢的数学模型，依据系统收益率最优的原则，采用风电+市电联合供电满足用氢用户的需求，并采用氢储能系统，尽量利用风电制氢，降低制氢成本，实现有效的制氢、储氢容量配置，提高风氢系统经济性。考虑风氢系统经济性最好的条件下，通过对风氢联合运行模型进行模拟，并结合优化模型，获得更为可靠的制氢储氢系统容量配置方案。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种风氢耦合系统的制氢储氢容量配置方法，所述风氢耦合系统利用风电和市电联合供电用于制氢、储氢和供氢，所述方法包括以下步骤：

步骤1，根据风氢耦合系统中制氢、储氢和供氢的调度策略，模拟计算风氢耦合系统的经济性指标，建立制氢、储氢和供氢的数学模型；

步骤2，耦合风氢耦合系统的调度策略，模拟系统运行，利用优化模型对制氢和储氢容量进行优化配置。

作为优选，所述步骤1进一步包括：

步骤101，对于时段i，分别计算风电出力满足或不满足该时段内用户全部需氢量的耗电需求时，时段i末储罐容量C；

步骤102，计算模拟时段i内全部风电上网电量、风电制氢电量、风电储氢电量、网购电量；

步骤103，计算模拟时段内风氢系统经济性指标，可选择净现值指标。

作为优选，所述步骤101，进一步包括：

获取时段i用户需氢量H_i；t为时段i的小时数；T为模拟时段总小时数；风电场时段i实际出力w_i；制氢设备时段i最大制氢量B_max；储氢罐中最大储氢容量C_max；时段i起始时刻储氢罐内氢容量C_i；经济性参数：每标准立方氢气制取耗电量e；每标准立方米氢气售价s；风电上网电价S_w；网购电电价S_p；风电出力用于上网风电出力用于制氢风电出力用于储氢网购电制氢功率