[发明专利]一种混合时间尺度的氢-电联合储能系统规划方法及系统

说明书

本发明涉及一种混合时间尺度的氢‑电联合储能系统规划方法，包括：将规划水平年每日的净负荷net_P_i,t分解为日波动负荷和日基准负荷P_i；求得规划水平年内Ns个典型日波动负荷求得规划水平年内Ns个典型日基准负荷P_k；求得规划水平年内Ns个典型日负荷P_k,t，计算典型日k在规划水平年内的占比π(k)；建立混合时间尺度氢‑电联合储能系统规划模型；求解得到混合时间尺度氢‑电联合储能系统中各个设备的最优规划容量。本发明还公开了一种混合时间尺度的氢‑电联合储能系统规划系统。本发明建立了考虑技术经济性的混合时间尺度的氢‑电联合储能系统规划模型，规划所考虑的因素更加接近实际运行，规划的结果能够显著提升规划的技术经济效益。

技术领域

本发明涉及电力系统规划技术领域，尤其是一种混合时间尺度的氢-电联合储能系统规划方法及系统。

背景技术

随着高比例可再生能源的持续并网，其出力不确定性及受外界影响较大等因素引发的电力系统电力电量不平衡问题是当下电力系统面临的重要问题。目前，存在多种调节电力系统供需电力、电量不平衡的手段，其中以传统火电厂、水电站为主，传统火电厂对环境影响大，不符合当下可持续发展的道路，因而其占比逐渐减小；而水电站受自然资源和地理位置的发展限制很大。因而，将电能转化为氢能进行储存成为目前电力系统中主要的灵活性调节资源。

然而，目前现有的储能技术研究大多以考虑短时间尺度的日内储能规划为主，缺乏针对长时间尺度下的储能规划研究。且电力系统中既需要长时间尺度的储能，也需要与现有短时间尺度储能相配合的规划技术。

因此，迫切需要一种包含电化学储能、氢储能(含电解水制氢装置、储氢罐及燃料电池)及上级电网的氢-电联合储能系统的规划方法，将其形成长-短期协同储能策略，为电力系统规划设计、运行控制及优化调度时的灵活性资源平衡提供更具科学性和工程实用性的解决方案。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种建立了考虑技术经济性的混合时间尺度的氢-电联合储能系统规划模型，规划所考虑的因素更加接近实际运行，规划的结果能够显著提升规划的技术经济效益的混合时间尺度的氢-电联合储能系统规划方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种混合时间尺度的氢-电联合储能系统规划方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)将按照时间序列排列的规划水平年每日的净负荷net_P_i,t分解为日波动负荷和日基准负荷P_i，其中，i表示规划水平年内的日期序号，i＝1，2，…，Ni，Ni表示规划水平年的天数；t表示规划水平年内每日的时段序号，t＝1，2，...，Nt，Nt表示规划水平年内每日的时段数；

(2)针对步骤(1)得到的日波动负荷采用基于敏感聚类中心改进的K均值聚类算法求得规划水平年内Ns个典型日波动负荷

(3)针对步骤(1)得到的日基准负荷P_i，采用加权平均法求得规划水平年内Ns个典型日基准负荷P_k；

(4)结合步骤(2)、(3)得到的规划水平年内Ns个典型日波动负荷和Ns个典型日基准负荷P_k，求得规划水平年内Ns个典型日负荷P_k,t，同时，计算典型日k在规划水平年内的占比π(k)；

(5)依据步骤(4)得到的数据，建立年时间尺度上的氢储能及日时间尺度上的电化学储能的混合时间尺度氢-电联合储能系统规划模型；

(6)将步骤(4)得到的数据以及电价、氢气价格数据输入混合时间尺度氢-电联合储能系统规划模型中，采用混合整数非线性规划求解器求解，得到混合时间尺度氢-电联合储能系统中各个设备的最优规划容量。