[发明专利]一种面向海上风电制氢系统的可行性评估方法

说明书

本发明公开了一种面向海上风电制氢系统的可行性评估方法，涉及氢能源应用技术领域。目前，评估方法采用人工进行，智能程度低，且受主观影响大，不能充分反应物理结构，评估不全面，影响评估的准确性。本发明包括步骤：获取数据信息；基于规划方案，以最大化运行收益为目标，构建海上风电制氢系统的运行模型；在海上风电制氢系统中长期运行模拟框架下，基于海上风电制氢系统的运行模型对系统经济性进行评估；本技术方案可以快速、有效地评估专用海上风电场的制氢可行性；相比于传统评估方法，评估更为准确、全面，且能自动进行，提高效率，降低出错率，减少人工成本，同时减少主观因素对评估的客观性影响。

技术领域

本发明涉及氢能源应用技术领域，尤其涉及一种面向海上风电制氢系统的可行性评估方法。

背景技术

近年来，我国大力发展风力发电、太阳能发电等可再生能源发电，提高可再生能源发电在电力结构中的比例。海上风电是可再生能源发电的重要发展方向，潜力巨大。但是，风能具有显著的间歇性和波动性，其消纳存在明显的地域和时段集中分布的特征，海上风电的大规模并网面临诸多挑战；其次，海底电缆的施工难度大，建设成本高，均阻碍了海上风能进一步规模化的开发和利用。氢能被认为是确保能源安全和脱碳的理想能源载体，目前，获取纯净绿色氢气的方式就是电解水。将海上风电和电解水制氢相结合可以解决有效风电消纳问题，制得的氢气则可以通过管道或船舶运输到岸上，促进能源和运输部门的脱碳改造。

然而海上风电场、电解设备、储氢装置的购置成本高昂，设备容量太大难以收回成本，若是太小则可能无法充分利用海上风能，产生足够的经济效益，目前，评估方法采用人工进行，智能程度低，且受主观影响大，不能充分反应物理结构，评估不全面，影响评估的准确性。

因此在投资建设前判断一个投资方案是否可行具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种面向海上风电制氢系统的可行性评估方法，以评估海上风电制氢系统规划方案的可行性，为海上风电制氢系统的规划方案提供决策依据，推动海上风电的发展目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种面向海上风电制氢系统的可行性评估方法，所述的海上风电制氢系统包括：海上风电场、海上制氢平台、地下储氢设施、氢运输船，海上风电场的产生电通过海底电缆输送到海上制氢平台；海上制氢平台电解水制取的氢气通过输氢管道输送到地下储氢设施中；地下储氢设施中存储的氢气通过输氢管道输送给氢运输船；氢运输船将氢气运输到岸上；其特征在于：其特征在于：所述的可行性评估方法包括以下步骤：

1)获取数据信息

数据信息包括设备参数、气象参数和经济参数，其中设备参数包括海上风电场、海上制氢平台和地下储氢设施的购置费用、年运维费用、运行寿命、运行参数；气象参数包括拟选址海域的历史风速数据；经济参数包括折现率；

2)基于规划方案，以最大化运行收益为目标，构建海上风电制氢系统的运行模型；

目标函数为：

式中，W表示一个月中周的数量；表示某天从储氢系统中输出的氢气的量；表示出售氢气的价格；

运行约束包括：海上风力发电约束，电解水制氢约束，氢储能约束；

3)在海上风电制氢系统中长期运行模拟框架下，基于海上风电制氢系统的运行模型对系统经济性进行评估；

中长期模拟框架采用序贯蒙特卡洛法；在评估时，通过风速的时序相关性体现系统运行时序性特性，通过随机抽样生成年时序运行场景以进行后序处理。

作为优选技术手段：在步骤2)中，海上风力发电约束：