[发明专利]一种计及滤波的电氢耦合系统容量优化配置方法

权利要求书

1.一种计及滤波的电氢耦合系统容量优化配置方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、构建电氢耦合系统设备模型，包括光伏发电机组模型、碱性电解槽模型、质子交换膜燃料电池模型、蓄电池模型以及氢储能系统模型；

步骤二、通过步骤一光伏发电机组模型获得的功率变化按频率范围可以分为高频区和低频区功率；高频区功率为数字信号中需消除的高频噪声信号，采用数字信号处理中的低通滤波方法消除发电机组输出的高频部分功率；

光电过剩的多余电能通入电解槽中电解制氢，通过对光电功率进行滤波，减小高频部分功率对电解槽损害，由蓄电池吸收高频部分功率，提高光电的消纳率和能量的利用率；首先定义净功率P_net大小为光伏机组输出功率P_wt和负载需求功率P_load的差值；然后对净功率进行低通滤波，一阶惯性滤波系统会将功率分成高频和低频两个部分，经过滤波后的低频部分功率通入电解槽/燃料电池中，而高频部分功率则由蓄电池吸收；调整滤波参数，使得相同时间下滤波前后的净功率正负保持一致；

步骤三、建立系统容量配置模型

以系统投资成本和运维成本之和最小作为目标函数，投资成本分为初始投资成本和辅助投资成本，

C_total＝CRF·C_main+CRF·C_aux+C_om

式中，CRF为资金回收系数，C_main为初始投资成本、C_aux为辅助投资成本、C_om为设备运维成本；

其中，资金回收系数为，

式中，r为年利率，Y为设备的寿命；

式中，为光伏发电机组总容量、为蓄电池总容量、为电解槽总容量、为燃料电池总容量、为储氢罐总容量、c_wt为光伏发电机组单位容量成本、c_bat为蓄电池单位容量成本、c_el为电解槽单位容量成本、c_fc为燃料电池单位容量成本、c_tank为储氢罐单位容量成本、k为辅助投资成本和初始投资成本间的比例系数、c_om，wt为光伏发电机组单位时间运维成本、c_om，bat为蓄电池单位时间运维成本、c_om，el为电解槽单位时间运维成本、c_om，fc为燃料电池单位时间运维成本、c_om，tank为储氢罐单位时间运维成本、H_el(t|t+1)为电解槽运行时间、H_fc(t|t+1)为燃料电池运行时间；

当光伏发电机组出力与负荷消耗功率不匹配时，负荷需求无法得到满足造成缺额功率，负荷失电率定义为任意时刻系统无法满足的负荷功率的需求部分与负荷总需求的比值，其表达式为：

式中，LPSP为负荷失电率，P_D为负荷缺额功率，P_load为负荷功率；

当光伏发电机组出力与负荷消耗功率不匹配时，储能系统无法吸收部分盈余功率，弃光率定义为任意时刻光伏发电机组的过剩功率与光伏发电机组实际输出功率比值，其表达式为，

式中，EER为系统弃光率，P_loss为光伏发电机组弃光功率，P_wt为光伏发电机组功率。