[发明专利]基于交通网络的氢电耦合方法及设备

说明书

本发明公开了一种基于交通网络的氢电耦合方法及设备，该方法包括：根据制储氢系统的氢气产量，确定待建立的加氢站的氢气供应总量；根据所述氢气供应总量，通过预设的氢负荷预测模型对待建立的加氢站的氢负荷进行预测，得到待建立的加氢站的预测氢负荷；根据所述预测氢负荷和预设的加氢限定条件，对交通网络的加氢站进行规划，得到与交通网络耦合的加氢站规划方案，用于指导建设与交通网络耦合的加氢站，从而将氢能融入到现有的交通中去，确保氢能的充分利用，减少氢能的浪费。

技术领域

本发明涉及氢电耦合技术领域，尤其涉及一种基于交通网络的氢电耦合方法及设备。

背景技术

氢能作为一种优质的二次能源，由于氢能向电能的转化在燃料电池中得以实现，使得其在能源转型、零碳出行方面表现出巨大潜力。例如，氢燃料汽车是氢能在交通领域的重要应用，与传统、混合动力、经典电动和生物燃料以及使用氢燃料的内燃发动机的车辆相比，氢燃料汽车的平均性能最高。目前氢燃料汽车尚未全面普及的原因有购买价格、燃料成本、维护费用高、加氢站配套设施不完整等。然而高比例接入的电动汽车集中充电对电网产生重大冲击；无序充电负荷会导致电网负荷出现多个尖峰负荷，危及电网稳定性，相比电动汽车来说，氢燃料汽车加氢时间短且制氢负荷与电力负荷高峰存在时间上的延迟，不会增加供电难度与电网运行压力。随着技术发展成熟和制氢成本下降，燃料电池汽车以其能量密度高、零排放、加注速度快等特点，具有广阔的发展前景。

但是在现有技术中，不能有效的将氢能与现有的运输系统结合起来，而造成氢能的浪费。

发明内容

本发明实施例提供一种基于交通网络的氢电耦合方法及设备，其能将加氢站与现有交通网络结合起来，减少氢能的浪费。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于交通网络的氢电耦合方法，包括：

根据制储氢系统的氢气产量，确定待建立的加氢站的氢气供应总量；

根据所述氢气供应总量，通过预设的氢负荷预测模型对待建立的加氢站的氢负荷进行预测，得到待建立的加氢站的预测氢负荷；

根据所述预测氢负荷和预设的加氢限定条件，对交通网络的加氢站进行规划，得到与交通网络耦合的加氢站规划方案。

作为上述方案的改进，所述氢负荷预测模型包括：灰色GM模型和支持向量机模型。

作为上述方案的改进，所述方法还包括以下氢负荷预测模型的构建步骤：

采集已有加氢站的氢负荷数据，得到氢负荷数据序列；

采用所述灰色GM模型对所述氢负荷数据序列进行预测，得到相应的第一预测氢负荷数据序列；

采用所述支持向量机模型对所述氢负荷数据序列进行预测，得到相应的第二预测氢负荷数据序列；

分别计算所述氢负荷数据序列与所述第一预测氢负荷数据序列、所述第二预测氢负荷数据序列之间的拟合残差；

根据所述氢负荷数据序列与所述第一预测氢负荷数据序列、所述第二预测氢负荷数据序列之间的拟合残差，计算拟合协方差；

对所述拟合协方差进行最小化拟合，确定所述灰色GM模型的第一组合权重系数和所述支持向量机模型的第二组合权重系数；

根据所述灰色GM模型的第一组合权重系数和所述支持向量机模型的第二组合权重系数，建立氢负荷预测模型。

作为上述方案的改进，所述加氢限定条件包括：第一加氢约束条件和第二加氢约束条件；所述第一加氢约束条件为：相邻两个加氢站之间的最短距离小于氢燃料汽车的额定行驶里程；所述第二加氢约束条件为：在任意一段路程的起点或终点处，氢燃料汽车的储氢瓶存储有设定氢气量的氢气，以使得氢燃料汽车在到达起点或终点时有足够的氢气行驶到下一个加氢站。