[发明专利]考虑实时电价和汽车用氢需求的容量规划系统生成方法

说明书

本发明涉及氢能源容量规划技术领域，具体涉及一种考虑实时电价和汽车用氢需求的容量规划系统生成方法，包括以下步骤：S1，根据电解槽单元制造的氢气、电力价格、运营部门需要的氢气以及燃料电池单元消耗的氢气，建立存储装置的容量调度模型；S2，在所述容量调度模型的基础上，增加存储装置储存液氢的约束条件，得到容量优化调度模型；S3，将外部电力运营市场的需求信号嵌入到所述容量优化调度模型中，得到考虑实时电价和汽车用氢需求的容量规划系统。使用本方法得到的系统，可以有效提升氢气站的经济效益，进而助力氢气站的推广，提升清洁能源的普及速度。

技术领域

本发明涉及氢能源容量规划技术领域，具体涉及一种考虑实时电价和汽车用氢需求的容量规划系统生成方法。

背景技术

在各国二氧化碳排放、温室气体增加的全球大背景下，我国提出了碳达峰和碳中和目标，为实现这一目标，需要在经济增长和能源需求增加的同时，大力发展非化石能源，实现清洁能源代替传统能源的转变。在新能源中，氢能具有储量大、热值高、零污染的优势，能够很好的解决上述难题。

由于氢气的制备和存储是氢能产业的基础，因此，对于氢气需求量大的加氢站也成为了研究重点。液氢加氢站具有储运效率高、成本低、投资少、氢气纯度高、能耗少及兼容性强的优势，是未来一个很好的发展方向，加氢站的普及对于氢动力汽车的成功实现是非常有必要的。氢气站可以利用电力来制备和存储氢气，储存的氢气则可以用于服务运输部门，为氢气站带来利润。

但是，当运输部门处于非氢气需求高峰期(即氢能源车辆的加氢需求不高)时，制备存储的氢能源不能得到有效利用，并且，由于现有的氢能源汽车的数量并不算太多，运输部门中的氢气需求高峰期的时段还较少，因此，现有氢气站的产能利用率处于较低的水平，氢气站的经济效益不高，氢气站的推广遇到的经济效益阻力较大，进而导致氢能源的普及速度较低。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种考虑实时电价和汽车用氢需求的容量规划系统生成方法，可以有效提升氢气站的经济效益，进而助力氢气站的推广，提升清洁能源的普及速度。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

考虑实时电价和汽车用氢需求的容量规划系统生成方法，本方法基于具有电解槽单元、存储装置和燃料电池单元的氢气站；电解槽单元用于制造氢气，存储装置用于储存氢气，燃料电池单元用于将氢气转化为电能给外部电力运营市场供电；包括以下步骤：

S1，根据电解槽单元制造的氢气、电力价格、运营部门需要的氢气以及燃料电池单元消耗的氢气，建立存储装置的容量调度模型；

S2，在所述容量调度模型的基础上，增加存储装置储存液氢的约束条件，得到容量优化调度模型；

S3，将外部电力运营市场的需求信号嵌入到所述容量优化调度模型中，得到考虑实时电价和汽车用氢需求的容量规划系统。

优选地，S1中，所述容量调度模型的目标函数为：

式中，t为时间步长，Δt为优化时间间隔，s为氢气站索引标记，T＝{1,1+△t,…,优化长度＝T}为调度时间步长合集，S＝{1,…,S}为氢气站合集，为燃料电池单元输出功率，为电解槽单元输入功率，为燃料电池单元氢气流入量，为燃料电池单元运行的松弛变量，为电解槽单元运行松弛变量，为电力价格，为氢气价格，为运输部门的氢气需求量，为燃料电池单元松弛变量的惩罚因子，为电解槽单元松弛变量的惩罚因子。

优选地，S1中，所述容量调度模型的约束条件包括：