[发明专利]一种电-氢混合储能系统配置方法及装置

权利要求书

1.一种电-氢混合储能系统配置方法，其特征在于，包括：

构建电-氢混合储能系统的多目标优化模型，所述多目标优化模型以所述电-氢混合储能系统的全生命周期损耗、功率损耗、负荷波动和电压波动均最小作为目标函数；

采用政治优化算法迭代计算所述多目标优化模型的帕累托解集，直到满足迭代终止条件，输出最优帕累托解集；

采用熵权法的灰靶决策方法计算所述最优帕累托解集的最优折衷解，得到所述电-氢混合储能系统的最优配置方案，所述最优配置方案包括最优的安装节点、配置容量和配置功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建电-氢混合储能系统的多目标优化模型包括：

获取配电网参数，并根据获取的配电网参数构建以全生命周期损耗、功率损耗、负荷波动和电压波动均为最小的目标函数；

所述目标函数包括：

式中，f(x)为目标函数；f₁为全生命周期损耗成本、f₂为功率损耗、f₃为电压波动、f₄为负荷波动；x为决策变量；h(x)为约束条件，其中，所述决策变量包括电-氢混合储能系统的安装节点、配置容量和配置功率；所述约束条件包括节点功率平衡约束、节点电压约束、并网点功率约束、电-氢混合系统容量与功率约束、电池储能系统充放电约束、氢气储能系统的充放电约束；

所述全生命周期损耗成本包括：

其中，Q_BESSs为电池储能系统的全生命周期损耗成本，Q_HESSs为氢气储能系统的全生命周期损耗成本；T_B为电池储能系统的投资成本，T_H为氢气储能系统的投资成本；W_B为电池储能系统的维护成本，W_H为氢气储能系统的维护成本；Y_B为电池储能系统的运行成本，Y_H为氢气储能系统的运行成本；G_B为电池储能系统，G_H为氢气储能系统的更换成本；C_B为电池储能系统的处置和回收成本，C_H为氢气储能系统的处置和回收成本；μ_CRF,B表示资本回收系数；N_BESS表示配电网中电池储能系统的安装数量；c_battery为单个电池的成本；c_EPCD,B表示电池储能系统的工程、采购和建设成本和开发商成本；I_sub是政府补贴；E_BESS,i是第i台电池储能系统的容量；c_FMC,B表示单台电池储能系统的年固定维护成本；P_BESS,i是第i台电池储能系统的功率；T为24小时；c_pu(t)和c_sel(t)分别为购售电价；P_ch,Bi(t)和P_dis,Bi(t)分别为第i台电池储能系统的充放电功率；n_B和t分别为电池的寿命和更换次数；α为电池的年成本损耗率；r表示按加权平均资金成本计算的贴现率；γ_B是电池储能系统的回收效益；c_FC和c_E分别为燃料电池和电解槽的成本；c_HT和Q_HT,i为储氢罐的成本和容量；P_HESS,i是第i台氢气储能系统的功率大小；C_EPCD,H表示氢气储能系统的EPC成本；c_FC和c_E分别为燃料电池和电解槽的成本；c_FMC,H表示燃料电池每年的维护成本；P_HESS,i为第i台氢气储能系统的功率；P_ch,Hi和P_dis,Hi表示第i台氢气储能系统的充放电功率；Q_H,i表示氢气储能系统一天内的氢气总产量；q_H为每千瓦时电的氢产量；表示每千克氢气产生的的利润；p_H为每千克氢气的发电量；μ和v为送氢量与发电量的比值；n_H为HESSs的更换次数；β为氢气储能系统的年成本损耗率；γ_H为燃料电池的回收效益；

所述功率损耗包括：

L为电-氢混合系统的联络线总数；R_j表示第j条联络线上的电阻；t表示时刻，I_j为第j条联络线上的电流；

所述负荷波动包括：

其中，P_load，P_pv(t)和P_wind分别为t时段内的电-氢混合系统负荷，光伏以及风电出力；

所述电压波动包括：

式中，N_nodes为系统总节点数；V_j为j节点的电压；为j节点在T时段内的平均电压；

所述节点功率平衡约束为：

式中，P_i(t)为t时刻节点i注入的有功功率；Q_i(t)为t时刻节点i注入的无功功率；θ_ij(t)为t时刻节点i与j之间的电压相角差；V_i(t)和V_j(t)分别表示t时段节点i和节点j的电压；G_ij和B_ij分别为节点i与j之间的线路电导和电纳；

所述节点电压约束为：

V_i^min＜V_i＜V_i^max

式中，V_i^min和V_i^max分别为节点i的电压上下限；

所述并网点功率约束为：

式中，和分别为并网点有功和无功功率的下限和上限；

所述电-氢混合系统容量与功率约束为：

式中，和为电池储能系统的容量上下限；与为电池储能系统的功率上下限；和为氢气储能系统的容量上下限；与为氢气储能系统的功率上下限；

所述电池储能系统的充放电约束为：

式中，η_{ch_B}和η_{dis_B}分别为电池储能系统的充电效率和放电效率；

所述氢气储能系统的充放电约束为：

0≤P_ch,Hi(t)≤P_HESS,i·η_{ch_H}-P_HESS,i·η_{dis_H}≤P_dis,Hi(t)≤0

式中，η_{ch_H}和η_{dis_H}分别为氢气储能系统的充放电效率。