[发明专利]一种考虑氢气物理特性和多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法

权利要求书

1.一种考虑氢气物理特性和多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取所述能源系统历史运行数据。

2)利用聚类算法对源荷数据进行聚类，得到k个典型日、典型日与真实运行日的对应关系k＝h(r)；

3)获取能源系统设备运行参数；

4)根据设备运行参数建立设备运行模型；

5)建立在中长期多模式下的氢气利用模型；

6)对设备运行模型进行线性化处理；

7)以系统全年运行成本最小为目标，建立考虑LHS的IES中长期优化运行模型；

8)获取能源系统实时运行数据，并输入到考虑LHS的IES中长期优化运行模型中，得到能源系统中长期优化运行方案。

2.根据权利要求1所述的一种考虑氢气物理特性和多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法，其特征在于：能源系统的运行数据包括新能源出力、电负荷、气负荷、热负荷、氢负荷。

3.根据权利要求1所述的一种考虑氢气物理特性和多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法，其特征在于：所述设备运行模型包括高压储氢设备运行模型、低压储氢设备运行模型和压缩机运行模型。

4.根据权利要求3所述的一种考虑氢气物理特性和多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法，其特征在于，所述高压储氢设备运行模型如下所示：

式中，为高压储氢罐典型日k时刻g的储氢和放氢量；为典型日k时刻g时高压储氢罐压强和氢气质量；N_g为日内时刻总数；为典型日k时刻g+1时氢气质量；分别为典型日k时刻g时高压储氢罐压强上下限；为高压储氢罐最大储氢、放氢量，为高压储氢罐储氢、放氢0-1状态变量，为1时，表示储氢罐在典型日k时刻g充氢，否则为不充氢；为典型日k时刻1时高压储氢罐压强。

5.根据权利要求4所述的一种考虑氢气物理特性和多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法，其特征在于，建立高压储氢设备运行模型的步骤包括：

1)建立制氢系统模型，即：

式中，分别为典型日k时刻g的产氢质量和耗电量；分别为电解水装置最大和最小功耗；为电解水装置0-1状态变量，为1则代表该时刻电解水装置处于开启状态，否则为关闭状态；为电解水装置启停变量，或者代表电解水装置在该时刻启动；或者代表电解水装置在该时刻停止；N^ED,cycle为电解水装置在一天内最大启停次数；HHV^H、为氢气热值；η^ED,H为计算参数；Δg为时间差；

2)基于范氏方程建立储氢罐真实气体状态模型，即：

式中，为时刻g的高压储氢罐储氢压强和氢气质量；R为理想气体常数，T^H为气体温度，M^H为氢气相对分子质量，V^HHS为HHS体积；a、b为范氏系数，分别为氢气分子间引力和斥力的修正量。为质量计算参数；

3)建立修正后高压下氢气的真实气体公式，即：

4)基于高压下氢气的真实气体公式，建立高压储氢设备运行模型。

6.根据权利要求3所述的一种考虑氢气物理特性和多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法，其特征在于，低压储氢设备运行模型如下所示：

式中，为运行日r时刻g时LHS的储氢压强和储氢质量；分别为LHS在典型日k时刻g储氢增量、储氢量、放氢量；为LHS在第r天的初始储氢质量；N_r为时间尺度；V^LHS为LHS体积；为LHS最大储氢、放氢量；为LHS储氢、放氢状态变量；为运行日r时刻g时LHS的储氢压强上下限。