[发明专利]一种计及柔性负荷的户用氢能系统优化运行方法及装置

权利要求书

1.一种计及柔性负荷的户用氢能系统优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于数据采集方法，收集以往家庭负荷信息，对负荷需求和用能分布进行预测，得到相应的负荷曲线；

步骤2：构建户用氢能系统基本结构；

步骤3：建立户用氢能系统数学模型；

步骤4：建立考虑全寿命周期成本和家庭用能成本的户用氢能系统优化运行模型；

步骤5：利用基于罚函数的多目标粒子群算法对优化模型进行求解，得到最优户用氢能系统运行方案。

2.如权利要求1所述的计及柔性负荷的户用氢能系统优化运行方法，其特征在于，所述步骤1中，得到相应的负荷曲线为：

P_load(t)＝P_b(t)+P_t(t)+P_p(t)(1)

其中，P_load(t)为第t时刻家庭用能总负荷；P_b(t)为第t时刻基础负荷；P_t(t)为第t时刻可转移负荷；P_p(t)为第t时刻可削减负荷。

3.如权利要求1所述的计及柔性负荷的户用氢能系统优化运行方法，其特征在于，所述步骤2构建的户用氢能系统的基本结构为：以风光互补发电供给电负荷，富余电能通过电解槽转化为氢气存入储氢罐中以供给氢燃料汽车使用，如果制氢产量超过储氢罐容量，可将多余氢能进行售卖；在风光出力不足时，通过削减或转移部分负荷以维持风光出力与负荷之间的平衡，如果仍不能满足上述条件，通过外部购电以满足负荷需求。

4.如权利要求1所述的计及柔性负荷的户用氢能系统优化运行方法，其特征在于，所述步骤3建立户用氢能系统的数学模型如下：

1)风电输出模型为：

其中，P_wt为风电机组出力；C为风机功率系数；ρ为空气密度；A为风轮面积；v为风速；

2)光伏输出模型为：

其中，P_pv为光伏电池板出力；V_pv为光伏电池板的实际电压；V_oc为光伏电池板的开路电压；I_sc为光伏电池板的短路电流；C₁、C₂为伏安特性调整系数；

3)电解槽输出模型为：

P_h2(t)＝η_ezP_ez(t)    (4)

其中，P_h2(t)为第t时刻电解槽产氢功率；η_ez为电解槽产氢效率；P_ez(t)为第t时刻电解槽输入功率；

4)储氢系统模型为：

其中，E_hs(t)、E_hs(t-1)分别为第t时刻和第t-1时刻储氢系统的剩余能量；η_hs,in、η_hs,out分别为储氢系统进氢和放氢效率；P_ve(t)为第t时刻氢燃料汽车功率；P_s(t)为第t时刻向外部售氢功率；Δt为时间间隔。