[发明专利]一种含氢储能的电热气氢综合能源系统随机优化调度方法

权利要求书

1.一种含氢储能的电热气氢综合能源系统随机优化调度方法，其特征在于：所述电热气氢综合能源系统包括发电系统，所述发电系统包括风力发电系统、光伏发电系统、燃料电池和燃气轮机，风力发电系统、光伏发电系统、燃料电池和燃气轮机的输出通过电力母线接电负荷；蓄电池与电力母线连接以通过电力母线储存电能或通过电力母线将存储的电能输出至电负荷；

所述电负荷包括制氢电解槽和电锅炉，电力母线的输出分别与制氢电解槽和电锅炉连接以为其供电；制氢电解槽输出的氢气接储氢罐；储氢罐的输出分别接氢制甲烷装置、燃料电池和混氢天然气管道；氢制甲烷装置的输出接天然气管道，天然气管道接入混氢天然气管道；混氢天然气管道的输出分别接燃气轮机、燃气锅炉和气负荷；制氢电解槽、燃料电池和燃气轮机输出的热能接余热回收装置；燃气锅炉、余热回收装置和电锅炉输出的热能通过热母线接热负荷或储热罐；储热罐用于存储热能或将存储的热能通过热母线输出至热负荷；

综合考虑购能成本、失负荷补偿成本、环境成本和弃风弃光惩罚成本，以电热气氢综合能源系统总运行成本最小化为目标函数对系统涉及的发电、制热、供气和电解制氢进行调度；目标函数表达式如下：

min C＝C_buy+C_com+C_en+C_p

式中，C为系统总运行成本；C_buy、C_com、C_en、C_p分别为购能成本、失负荷补偿成本、环境成本、弃风弃光惩罚成本。

2.根据权利要求1所述的一种含氢储能的电热气氢综合能源系统随机优化调度方法，其特征在于：所述购能成本包括购电、购热、购气、购氢成本，分别表示为：

C_buy＝C_buye+C_buyt+C_buyg+C_buyh

式中，C_buye、C_buyt、C_buyg、C_buyh分别为购电、购热、购气、购氢的成本；pr_t^E、pr^G、pr^T、pr^H分别为购电、购气、购热、购氢单价；分别为s场景下t时刻的购电、购热功率；分别为s场景下t时刻的购气体积和购氢体积；prob_s,t为t时刻场景s的概率。

3.根据权利要求1所述的一种含氢储能的电热气氢综合能源系统随机优化调度方法，其特征在于：所述失负荷补偿成本按下式计算：

式中，pr^Pnd、pr^Tnd、pr^Gnd为电、热、气失负荷单位功率补偿价格，￥/kWh；分别为s场景下t时刻的电、热、气失负荷功率，kW；prob_s,t为t时刻场景s的概率。

4.根据权利要求1所述的一种含氢储能的电热气氢综合能源系统随机优化调度方法，其特征在于：所述环境成本按下式计算：

式中，T_t^mt为燃气轮机发热功率，kW；T_t^gb为燃气锅炉的输出热功率，kW；分别为燃气轮机、燃气锅炉生产单位热功率排放的SO₂、NO₂、CO₂的惩罚价格，￥/kWh；为CO₂的密度，kg/m³；为环境贡献奖励单价，￥/kg。

5.根据权利要求1所述的一种含氢储能的电热气氢综合能源系统随机优化调度方法，其特征在于：所述弃风弃光惩罚成本按下式计算：

式中，p^f为单位弃风弃光惩罚价格，￥/kWh；为s场景下t时刻的弃风弃光功率，kW；prob_s,t为t时刻场景s的概率。