一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法及系统与流程

文档序号:28545654发布日期:2022-01-19 15:02阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,包括以下步骤:确定水电制氢负荷备选点,水电制氢负荷备选点包括电源侧备选点和负荷侧备选点;建立水电制氢负荷优化选址定容模型,并计算得到可行的水电制氢负荷选址定容方案;对水电制氢负荷选址定容方案进行校核,得到最终优化方案。2.根据权利要求1所述的一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,所述水电制氢负荷优化选址定容模型具体为:(1)目标函数:其中,j表示c
dev
为每千瓦电解制氢设备的固定投资,元/kw;p
opt
为拟规划的电解制氢的总容量,kw,一般为电网中总弃水电量p
loss
的一定比例;(p/a,ε,n)为年金现值系数,p表示现值、a表示年金、n表示规划年、ε表示年利率;t为制氢设备每年可利用时长,小时,按照每年丰水期5月-11月考虑,t=5136h;h
g
、h
l
分别表示采用气氢、液氢运输方式运输的氢气质量,kg/h;h
g,ij
、h
l,ij
分别表示采用气氢、液氢运输方式时,第i个电源侧站点到第j个负荷侧站点间的运输的氢气质量,kg/h;c
g,ij
、c
l,ij
分别表示采用气氢、液氢运行方式时,第i个电源侧站点到第j个负荷侧站点间运输单位氢气质量的成本,元/kg;c
s
、c
l
分别为在电源侧制氢和负荷侧制氢的电价成本,元/kwh;p
s,i
表示第i个电源侧站点的制氢功率;p
l,i
表示第j个负荷侧站点的制氢功率;c
h2
为销售高纯氢销售收益,元/kg;η
g
、η
l
分别表示采用气氢、液氢损耗后的运氢效率;η为制氢效率,lhv
h2
为氢气的低位热值,表示功率p
l,i
得到的制氢量,kg;n
s
表示电源侧备选点的数量;n
l
表示负荷侧备选点的数量;(2)考虑的约束条件为以下的一种或多种组合:各选址点所装电解池总容量约束;某一源侧选址点所装电解池制得氢气总量等于该选址点通过气氢/液氢储运方式送出各线路上氢气之和;某一城市所需氢气总量等于考虑运输损耗下源址/荷址所制氢气总量乘以预设比例,预设比例根据该城市人口占全省总人口的比例确定;第i个电源侧站点电解池装机容量约束,以及第i负荷侧站点电解池装机容量约束;各弃水点最大增发指令约束;交流线路有功功率增量约束。3.根据权利要求2所述的一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,所述各选址点所装电解池总容量约束的计算公式具体为:σ(p
s
+p
l
)=p
opt
其中,p
s
表示电源侧站点的制氢功率;p
l
表示负荷侧站点的制氢功率。4.根据权利要求2所述的一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,所述某一源侧选址点所装电解池制得氢气总量等于该选址点通过气氢/液氢储运方式送出各线
路上氢气之和的计算公式具体为:5.根据权利要求2所述的一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,所述某一城市所需氢气总量等于考虑运输损耗下源址/荷址所制氢气总量乘以预设比例的计算公式具体为:其中,k
k
表示城市k对应的预设比例。6.根据权利要求2所述的一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,所述第i个电源侧站点电解池装机容量约束的计算公式具体为:其中,为i个电源侧站点最大容量,p
t,i
为该站点变电站容量,p
cap,i
为该站点水电装机容量;以及,第i负荷侧站点电解池装机容量约束的计算公式具体为:其中,为i个负荷侧站点最大容量,p
t,i
为该站点变电站容量,p
load,i
为该站点本地负荷容量。7.根据权利要求2所述的一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,所述各弃水点最大增发指令约束的计算公式具体为:0≤δp≤δp
max
δp
max
=min(1.2p
t-p0,p
cap-p0)其中,δp
max
为各弃水点最大运行增发指令,即各弃水点电解设备最大允许功率;p0为各弃水点出力初值,由丰大潮流数据确定;p
t
为变电站容量,p
cap
为水电装机容量。8.根据权利要求2所述的一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,所述交流线路有功功率增量约束的计算公式具体为:-p
ij,max-|p
ij,0
|≤δp
ij
≤p
ij,max-|p
ij,0
|其中,δp
ij
表示站点i站点j之间交流线路的有功功率增量;p
ij,max
根据线路热稳极限确定;p
ij,0
为潮流初值,由丰大潮流数据决定。9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法,其特征是,所述水电制氢负荷选址定容方案的校核为稳态校核、暂态校核、生产模拟校核中的一种或多种组合。10.一种水电制氢负荷接入电网的选址定容系统,其特征是,包括:选点模块,用于确定水电制氢负荷备选点,水电制氢负荷备选点包括电源侧备选点和负荷侧备选点;模型模块,用于建立水电制氢负荷优化选址定容模型,并计算得到可行的水电制氢负荷选址定容方案;
校核模块,用于对水电制氢负荷选址定容方案进行校核,得到最终优化方案。

技术总结
本发明公开了一种水电制氢负荷接入电网的选址定容方法及系统,涉及水电制氢技术领域,其技术方案要点是:确定水电制氢负荷备选点,水电制氢负荷备选点包括电源侧备选点和负荷侧备选点;建立水电制氢负荷优化选址定容模型,并计算得到可行的水电制氢负荷选址定容方案;对水电制氢负荷选址定容方案进行校核,得到最终优化方案。本发明可用于指导水电制氢设备的选址和定容,帮助制定合理的制氢发展规划,使得制氢负荷的接入效益高,且在满足电网安全稳定约束。安全稳定约束。安全稳定约束。


技术研发人员:陈刚 丁理杰 张华 苗树敏 王永灿 李燕
受保护的技术使用者:国网四川省电力公司电力科学研究院
技术研发日:2021.11.17
技术公布日:2022/1/18
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