[发明专利]一种含氢储能微电网的能量管理方法

权利要求书

1.一种含氢储能微电网的能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、设计多层控制结构，所述多层控制结构包括作用物理层、与作用物理层通过传感器进行信息交互的算法决策层和执行算法决策层指令的动作执行层；传感器将作用物理层采集得到的各部分设备的运行参数传送给算法决策层，来确定下一步的工作状态；

步骤S2、算法决策层检测所述步骤S1采集的运行参数，判断交流电网是否发生故障，若检测到参数异常，含氢储能微电网系统则进入应急供电状态，应急能量管理算法开始进行步骤S5；若检测到参数正常，含氢储能微电网系统进入优化管理状态，进行步骤S3；

步骤S3、当含氢储能微电网系统进入优化管理状态时，采用线性回归算法控制构建一种基于电能、热能和氢能的多能多目标综合优化模型，用TOPSIS算法与DEMATEL算法结合的方法，为含氢储能微电网系统计算分配功率Pⁱ_allocated，实现含氢储能微电网系统的能量管理；

所述多能多目标综合优化模型的构建过程为：

在含有氢储能微电网进入优化管理状态时，利用光伏来提供能量，利用氢气以及锂电池储存能量，循环利用电解槽以及燃料电池剩余热能，利用热循环为含氢储能微电网系统提供热水，以降低运行成本，提高含氢储能微电网系统运行效率，同时含氢储能微电网系统为达到运行成本最小为目标,引入最大储氢量、最小总运行成本两个目标函数，分别为：

Y＝a₁X₁+a₂X₂+a₃X₃+a₄X₄

Z＝b₁Y₁+b₂Y₂+Y

Y表示含氢储能微电网系统的稳定性指标，根据运行状态而确定，X₁表示目标储氢量，X₂表示电网提供电能的能力，X₃表示可再生能源提供的电解能力，X₄表示锂电池电量SOC，a₁、a₂、a₃、a₄表示常数；Z表示运行最小成本，Y₁表示可再生资源提供的电能和热能，Y₂表示对电网的电能需求，b₁、b₂表示常数；

步骤S4、首先，含氢储能微电网系统收到分配功率Pⁱ_allocated后根据预测设备的最优工作状态对各个变换器进行最终控制：

其中，为锂电池充放电成本，为锂电池投资成本，为锂电池单价，B_life为锂电池寿命；为燃料电池和电解槽运行成本，i_om为运维成本，onoff_i为开/关状态，T为控制范围；然后，动作执行层根据含氢储能微电网系统的分配功率计算每个部分的参考控制信号，再与实际测量信号进行比较；最终的差值由PI控制器控制，将变换器、阀门、温度装置作用于作用物理层；

步骤S5、当含氢储能微电网系统进入应急供电状态时，采用应急能量管理算法建立采用混合储能系统和超级电容作为负载备用电源的应急能量管理系统进行供电；然后，检测当前作用物理层的运行参数，通过传感器传送至算法决策层进行新一轮工作状态的选择。