[发明专利]基于综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法

说明书

本申请涉及涉及基于综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法，该方法包括：建立具有氢储能与氢供应链设备的电热氢综合能源系统模型，其中，电热氢综合能源系统模型包括电网、风电机组、直流母线、电解槽、储氢设备、氢燃料电池、氢源锅炉、电负荷和热负荷，直流母线与电网、风电机组、电负荷、电解槽及氢燃料电池连接，储氢设备与电解槽、氢燃料电池及氢源锅炉连接，热负荷与氢燃料电池及氢源锅炉连接；构建电热氢综合能源系统模型的目标函数和约束条件，并在目标函数和约束条件下供电和供热；在目标地区选取预设数量的用户对电热氢综合能源系统模型进行算例验证，并求解出最优配置结果。能够实现电热氢耦合系统的热电联产。

技术领域

本申请涉及氢储能和氢供应链设备的储能耦合配置领域，特别是涉及基于综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法。

背景技术

如今，随着可再生能源的快速发展，许多国家的电网结构发生了重要改变。化石燃料的大量使用是全球变暖和气候变化的主要因素之一。因此，一些国家启动了能源过渡计划，减少化石燃料的大量使用，为新能源的大量生产利用做准备。

氢能是二次能源，是指在反应中释放出来的以氢及其同位素为主的能量，或在氢的状态变化过程中释放的能量，只能从其他能源中获得。对于世界上许多国家来说，氢能是仅次于电能的第二重要能源载体。它具有降低可再生能源间歇性的能力，以及有在生产或存储能源方面的多功能性，这些优点使其在以可再生能源为主要参与者的综合能源系统中成为完美的组成部分。

现阶段许多研究都考虑将储氢技术纳入综合能源系统，对氢的产生和利用进行了详细的研究。但是，现有的大多数储氢供能系统都忽略了储氢供能系统的供热能力，因此在某些地区难以满足热电联产的迫切需求。

发明内容

本申请实施例提供了基于综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法，以至少解决相关技术中难以满足热电联产的迫切需求的问题。

本申请实施例提供了一种基于电热氢综合能源系统的氢储能与氢供应链设备配置方法，所述方法包括：

建立具有氢储能与氢供应链设备的电热氢综合能源系统模型，其中，所述电热氢综合能源系统模型包括电网、风电机组、直流母线、电解槽、储氢设备、氢燃料电池、氢源锅炉、电负荷和热负荷，所述直流母线与所述电网、所述风电机组、所述电负荷、所述电解槽及所述氢燃料电池连接，所述储氢设备与所述电解槽、所述氢燃料电池及所述氢源锅炉连接，所述热负荷与所述氢燃料电池及所述氢源锅炉连接；

构建所述电热氢综合能源系统模型的目标函数和约束条件，并在所述目标函数和所述约束条件下供电和供热；

在目标地区选取预设数量的用户对所述电热氢综合能源系统模型进行算例验证，并求解出最优配置结果。

在其中一些实施例中，所述电负荷由所述电网、所述风电机组和所述氢燃料电池供电，且电负荷功率的公式如下：

其中，为所述电网注入的功率，为所述风电机组的输出功率，为所述氢燃料电池的电输出功率，表示用于所述电解槽的功率分流系数。

在其中一些实施例中，所述热负荷由所述氢燃料电池和所述氢源锅炉供热，且热负荷功率的公式如下：

其中，表示所述氢燃料电池的热输出功率，表示所述氢源锅炉的输出功率。

在其中一些实施例中，所述约束条件包括电解槽约束，表达式如下：

其中，为所述电解槽产生氢气的输出功率，为所述电网注入的功率，为所述风电机组的输出功率，为所述氢燃料电池的电输出功率，表示用于所述电解槽的功率分流系数，为所述电解槽的转换效率，为所述电解槽的额定功率。

在其中一些实施例中，所述约束条件包括氢燃料电池约束，表达式如下：