[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

说明书

一种计及滤波的电氢耦合系统容量优化配置方法，属于电网运行技术领域，包括电氢耦合系统主要设备模型构建、计及滤波的功率分配策略和系统运行控制策略、系统容量配置模型以及模型所需满足的约束条件。本发明通过蓄电池和氢储能系统联合工作，减少了弃光带来的能量损失，提高了光电消纳率和能量利用率，同时也提高了系统的供电可靠性，保证系统能够持续可靠地为负荷供电；能够有效进行设备的容量配置、具有较高实际应用价值的计及滤波的电氢耦合系统容量配置优化方案；此方案适用于电氢耦合系统光电波动处理、系统功率调控等研究。

技术领域

本发明属于电网运行技术领域，特别是涉及到应用于含电氢耦合系统的计及滤波的电氢耦合系统容量配置优化方案。

背景技术

现有技术对电氢耦合系统进行研究，没有考虑光伏发电机组发电功率波动对系统设备尤其是电解槽的不利影响也没有考虑平抑光电功率高频部分的具体措施。因此，需要削弱光电功率的波动以此避免对设备的危害以及设计出合理的容量配置优化方案。该方案对光伏发电制氢系统的开发利用具有重要的指导意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种计及滤波的电氢耦合系统容量优化配置方法，能够有效进行设备的容量配置、具有较高实际应用价值的计及滤波的电氢耦合系统容量配置优化方案；此方案适用于电氢耦合系统光电波动处理、系统功率调控等研究。

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；