[发明专利]一种电-氢-热耦合系统多时间尺度调度控制方法及系统

权利要求书

1.一种电-氢-热耦合系统多时间尺度调度控制方法，其特征在于，包括电-氢-热耦合系统的框架构建、日前阶段运行优化模型构建、日内阶段偏差优化模型构建、实时阶段偏差优化模型构建和深度强化学习求解。

2.根据权利要求1所述的一种电-氢-热耦合系统多时间尺度调度控制方法，其特征在于，

所述的电-氢-热耦合系统从能源生产到消费包括源端、转化存储端与荷端；其中源端包含风力发电与光伏发电；转化存储端包含蓄电池、电转热设备、电解槽、储氢罐和氢燃料电池；荷端包含电负荷、热负荷与氢负荷三种负荷类型；在耦合系统内部又包括电能系统、热能系统和氢能系统；当电-氢-热耦合系统电力供给小于需求时，则与外部电网进行交互购买电量；当电力供给大于需求时，与外部电网进行交互出售电量。

3.根据权利要求1所述的一种电-氢-热耦合系统多时间尺度调度控制方法，其特征在于，所述的日前阶段运行优化模型包括：

1)目标函数

以清洁能源消纳率最高与运行优化成本最小为目标函数；

2)约束条件

电-氢-热耦合系统的约束条件包括电平衡约束、氢平衡约束与热平衡约束。

4.根据权利要求3所述的一种电-氢-热耦合系统多时间尺度调度控制方法，其特征在于，所述运行优化成本最小的目标函数如式(1)所示：

式中：为耦合系统日前阶段的总成本；分别为耦合系统的启动成本、运行成本、维护成本、第一类需求响应补偿成本、耦合系统弃风弃光惩罚成本；I为设备集合，I＝{pv,wind,EC,ba,HST,HFC,E2H}，pv、wind、EC、ba、HST、HFC、E2H分别为光伏发电、风力发电、电解槽、蓄电池、储氢罐、氢燃料电池、电转热设备；为机组i在t时刻的启动状态；为机组i的启动成本；a_1i、a_2i、a_3i分别为机组i的出力一次项、二次项、常数项系数；为日前阶段t时刻机组i的出力；为机组i的装机容量；为机组i的维护系数；为第一类需求响应单位调用成本，为t时刻第一类电负荷需求响应比例，为t时刻第一类电负荷需求响应基准电负荷需求；分别为日前阶段t时刻弃风量、弃光量；u^pun为单位弃风弃光量惩罚成本；

所述清洁能源消纳率最高的目标函数如式(2)所示：

式中：分别为光伏发电与风力发电的实际出力；为日前阶段分布式耦合系统的清洁能源平均消纳率；

所述电-氢-热耦合系统的约束条件如式(3)所示：

式中：为日前阶段t时刻光伏发电出力；为日前阶段t时刻风力发电出力；为日前阶段t时刻氢燃料电池的产电；为日前阶段t时刻蓄电池的放电量；为日前t时刻第一类需求响应的调用量；为日前t时刻电解槽消耗电量；为日前阶段t时刻蓄电池的充电量；为日前t时刻电转热的耗电量；为日前t时刻电负荷需求；为日前t时刻电解槽的产氢量；为日前t时刻氢燃料电池消耗的氢气；为日前t时刻的氢负荷需求；为日前t时刻电解槽的装机容量；为日前t时刻氢燃料电池的装机容量；为日前t时刻电转热设备的装机容量；为日前t时刻热负荷需求；分别为日前阶段储氢罐的放氢量与充氢量。

5.根据权利要求4所述的一种电-氢-热耦合系统多时间尺度调度控制方法，其特征在于，所述的日内阶段偏差优化模型包括：

1)目标函数

日内阶段，考虑到电能系统中风电、光伏、电负荷的不确定性，氢能系统中氢负荷的不确定性，热能系统中热负荷的不确定性，以设备调整成本与偏差惩罚成本最小为目标函数；

2)约束条件

日内阶段的功率平衡约束条件。