一种风氢耦合发电系统的优化方法及装置与流程

技术特征：

1.一种风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，所述风氢耦合发电系统包括风电场、电网以及氢气储能系统，所述的方法包括：

根据风氢耦合发电系统的能量转换及氢气储能系统的时序递推约束建立风氢耦合发电系统优化模型；

根据建立的风氢耦合发电系统优化模型与电网参数中的各时段电网的电价、氢气价格、偏离计划输电的惩罚成本确定风氢耦合发电系统日运行收益模型；根据所述风氢耦合发电系统日运行收益模型优化风氢耦合发电系统中电能与氢能在电网和制氢系统中的转化量；

调整所述风氢耦合发电系统日运行收益模型中的风电出力，分析引入制氢系统后电网的新能源消纳情况及风氢耦合发电系统的经济指标；

根据电网参数常量和分析获得的引入制氢系统后电网的新能源消纳情况及风氢耦合发电系统的经济指标优化风氢耦合发电系统的系统参数。

2.如权利要求1所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，所述根据风氢耦合发电系统的能量转换及氢气储能系统的时序递推约束建立风氢耦合发电系统优化模型包括：

定量分析所述风电场、电网、氢气储能系统之间的能量转化量；

建立所述氢气储能系统内部的能量转换关系；

建立氢气储能系统的氢气存储量的时序递推约束。

3.如权利要求2所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，所述定量分析所述风电场、电网、氢气储能系统之间的能量转化量包括：

根据对各时段终端负荷的预测，确定风氢耦合发电系统的计划出力：

$\begin{array}{cc}{P}_t^S=\mathrm{\η}{\hat{P}}_t^L& \∀t\end{array}---\left(1\right)$

式(1)中，t表示时间序列，t＝0,1,2,…,T，表示风氢耦合发电t时段系统计划出力，单位kW，表示t时段电网终端负荷的估计值，单位kW，η表示系统出力承担电网负荷的比例，0≤η≤1；

建立风电场、电网与氢气储能系统之间的平衡约束，包括：电网供需平衡约束、风氢耦合发电系统的功率平衡约束以及氢气供需平衡约束；其中，

所述电网供需平衡约束：

$\begin{array}{cc}{P}_t^I+P_t^G=P_t^L& \∀t\end{array}---\left(2\right)$

式(2)中，表示t时段除风电出力以外的其他机组出力，单位kW，表示t时段风电场输入电网出力，单位kW，表示t时段电网终端负荷，单位kW；

风氢耦合发电系统的功率平衡约束：

$\begin{array}{cc}{P}_{t,k}^F+P_{t,k}^W=P_t^G+P_{t,k}^E+P_{t,k}^C+P_{t,k}^D& \∀t,\∀k\end{array}---\left(3\right)$

式(3)中，k表示情景序列，代表风电出力的随机性，k＝0,1,2,…,K，表示情景k时段t下燃料电池出力，单位kW，表示情景k时段t下风电场出力，单位kW，表示情景k时段t下风电场输入电解槽出力，单位kW，表示情景k时段t下压缩机能耗，单位kW，表示情景k时段t下的弃风量，单位kW；

所述氢气供需平衡约束：

$\begin{array}{cc}{V}_{t,k}^I+V_{t,k}^H=V_{t,k}^L& \∀t,\∀k\end{array}---\left(4\right)$

式(4)中，表示情景k时段t下其他来源氢气在标准状态下的体积，表示情景k时段t系统售出氢气在标准状态下的体积，表示情景k时段t下氢气需求在标准状态下的体积。

4.如权利要求2所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，所述建立所述氢气储能系统内部的能量转换关系包括：

建立电解水制氢的能量转换方程：

$\begin{array}{cc}{V}_{t,k}^E={\mathrm{\η}}_e\·\frac{P_{t,k}^E}{HHV}\·\mathrm{\Δ}t& \∀t,\∀k\end{array}---\left(5\right)$

式(5)中，表示情景k时段t下电解槽制造标准状态下的氢气体积，η_e表示电解槽转换效率，HHV表示氢气高热值；其中，满足式(6)：

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\δ}}_{t,k}^E{P}_{\min }^E\≤P_{t,k}^E\≤{\mathrm{\δ}}_{t,k}^E{P}_{max}^E& \∀t,\∀k\end{array}---\left(6\right)$

在式(6)中，为表示电解槽工作状态的变量，取0-1，取0时表示电解槽当前时段不工作，而取1时则表示电解槽在当前时段工作，表示电解槽的额定功率，表示最低稳定运行功率；

建立压缩机工作功率消耗方程：

$\begin{array}{cc}{P}_{t,k}^C\·\mathrm{\Δ}t={\mathrm{aV}}_{t,k}^E+{\mathrm{bV}}_{t,k}^H& \∀t,\∀k\end{array}---\left(7\right)$

在式(7)中，a和b均为系统常数，为情景k时段t下压缩机功率；

建立燃料电池发电的能量转换方程：

$\begin{array}{cc}{P}_{t,k}^F\·\mathrm{\Δ}t={\mathrm{\η}}_f{V}_{t,k}^F\·HHV& \∀t,\∀k\end{array}---\left(8\right)$

在式(8)中，表示情景k时段t下燃料电池耗费标准状态下的氢气体积，Δt表示时段t的时长，η_f表示燃料电池转换效率；其中，满足式(9)：

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\δ}}_{t,k}^F{P}_{\min }^F\≤P_{t,k}^F\≤{\mathrm{\δ}}_{t,k}^F{P}_{max}^F& \∀t,\∀k\end{array}---\left(9\right)$

在式(9)中，为表示燃料电池工作状态的变量，取0-1，取0时表示燃料电池当前时段不工作，取1时表示燃料电池当前时段工作，表示电解槽的额定功率，表示最低稳定运行功率。

5.如权利要求2所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，所述建立氢气储能系统的氢气存储量的时序递推约束包括：

建立氢气存储量、氢气制备量、氢气消耗量以及氢气售出量的递推方程：

$\begin{array}{cc}{V}_{t+1,k}-V_{t,k}=V_{t,k}^E-V_{t,k}^F-V_{t,k}^H& \∀t,\∀k\end{array}---\left(10\right)$

在式(10)中，V_t,k表示情景k时段t下氢气存储量，V_t+1,k为情景k时段t+1下氢气存储量。

6.如权利要求3、4或5中任一权利要求所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，所述方法还包括确定各变量的上下限约束关系：

任意时段上网电量受到输电线路容量以及电网负荷的综合约束：

$\begin{array}{cc}0\≤P_t^G\≤P_{max}^G& \∀t\end{array}---\left(11\right)$

在式(11)中，P^TS表示输电线路容量；

任意时段的氢气存储量受到其容量限制，满足：

$\begin{array}{cc}0\≤V_{t,k}\≤V_{max}& \∀t,\∀k\end{array}---\left(12\right)$

在式(12)中，V_max为氢气储存容量约束；

任意时段售出氢气受到氢气运力、氢气存储量以及氢气需求的综合约束：

$\begin{array}{cc}0\≤V_{t,k}^H\≤V_{max}^H& \∀t,\∀k\end{array}---\left(13\right)$

在式(13)中，V^TS表示氢气运输容量上限；

$\begin{array}{cc}{P}_{t,k}^D,P_t^I,P_{t,k}^C,V_{t,k}^I\≥0& \∀t,\∀k\end{array}---\left(14\right)$

优化模型中的其他变量也均为非负变量，满足式(14)。

7.如权利要求6所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，所述根据建立的风氢耦合发电系统优化模型与电网参数中的各时段电网的电价、氢气价格、偏离计划输电的惩罚成本确定风氢耦合发电系统日运行收益模型包括：

以最大化风氢耦合发电系统日运行收益为目标函数，根据建立的风氢耦合发电系统优化模型与电网参数中的各时段电网的电价、氢气价格、偏离计划输电的惩罚成本确定风氢耦合发电系统日运行收益模型：

$max\left\{{\mathrm{\Σ}}_{t=0}^T(q_t^G{P}_t^G+{\mathrm{\Σ}}_{k=0}^K{\mathrm{\ξ}}_k{q}_t^H{V}_{t,k}^H-q^S|P_t^G-P_t^S\left|\right)\right\}---\left(15\right)$

式(15)中，表示t时段的上网电价；

表示净上网电量的售电收益；

ξ_k表示情景k出现的概率；

表示t时段氢气价格；

表示售出氢气的收益；

q^S表示偏离计划输电的惩罚因子；

表示偏离计划输电的惩罚成本。

8.如权利要求7所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，所述调整所述风氢耦合发电系统日运行收益模型中的风电出力，分析引入制氢系统后电网的新能源消纳情况及风氢耦合发电系统的经济指标包括：

调整所述风氢耦合发电系统日运行收益模型中的风电出力，比较风电场独立运行与风氢耦合发电下的系统收益和跟随特性；

根据所述风氢耦合发电系统优化模型和风氢耦合发电系统日运行收益模型，利用确定性模型量化分析风电出力预测对风氢耦合发电系统的价值，其中，所述的确定性模型为：

$max\left\{{\mathrm{\Σ}}_{t=0}^T(q_t^G{P}_t^G+q_t^H{V}_t^H-q^S|P_t^G-P_t^S\left|\right)\right\}---\left(19\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^S=\mathrm{\η}{\hat{P}}_t^L& \∀t\end{array}---\left(20\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^I+P_t^G=P_t^L& \∀t\end{array}---\left(21\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^F+P_t^W=P_t^G+P_t^E+P_t^C+P_t^D& \∀t\end{array}---\left(22\right)$

$\begin{array}{cc}{V}_t^I+V_t^H=V_t^L& \∀t\end{array}---\left(23\right)$

$\begin{array}{cc}{V}_t^E={\mathrm{\η}}_e\·\frac{P_t^E}{HHV}\·\mathrm{\Δ}t& \∀t\end{array}---\left(24\right)$

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\δ}}_t^E{P}_{min}^E\≤P_t^E\≤{\mathrm{\δ}}_t^E{P}_{max}^E& \∀t\end{array}---\left(25\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^C\·\mathrm{\Δ}t={\mathrm{aV}}_t^E+{\mathrm{bV}}_t^H& \∀t\end{array}---\left(26\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^F\·\mathrm{\Δ}t={\mathrm{\η}}_f{V}_t^F\·HHV& \∀t\end{array}---\left(27\right)$

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\δ}}_t^F{P}_{min}^F\≤P_t^F\≤{\mathrm{\δ}}_t^F{P}_{max}^F& \∀t\end{array}---\left(28\right)$

$\begin{array}{cc}{V}_{t+1}-V_t=V_t^E-V_t^F-V_t^H& \∀t\end{array}---\left(29\right)$

$\begin{array}{cc}0\≤P_t^G\≤P_{max}^G& \∀t\end{array}---\left(30\right)$

$\begin{array}{cc}0\≤V_t\≤V_{max}& \∀t\end{array}---\left(31\right)$

$\begin{array}{cc}0\≤V_t^H\≤V_{max}^H& \∀t\end{array}---\left(32\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^D,P_t^I,P_t^C,V_t^I\≥0& \∀t\end{array}---\left(33\right)$

其中，为时段t售出氢气在标准状态下的体积。

9.如权利要求8所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，

所述的决策变量包括：

表示t时段风电场输入电网出力；

表示情景k时段t下风电场输入电解槽出力；

表示情景k时段t下燃料电池出力；

表示情景k时段t下的弃风量；

为0-1变量，取0时表示电解槽当前时段不工作，而取1时则表示电解槽在当前时段工作；

为0-1变量，取0时表示燃料电池当前时段不工作，取1时表示燃料电池当前时段工作；

表示情景k时段t系统售出氢气在标准状态下的体积；

V_t,k，表示情景k时段t下氢气存储量；

表示情景k时段t下压缩机能耗；

表示t时段除风电出力以外的其他机组出力；

表示情景k时段t下其他来源氢气在标准状态下的体积；

表示情景k时段t下电解槽制造标准状态下的氢气体积；

表示情景k时段t下燃料电池耗费标准状态下的氢气体积；

所述的电网参数常量包括：

表示t时段系统计划出力；

表示t时段电网终端负荷的估计值；

表示t时段电网终端负荷；

表示情景k时段t下风电场出力；

表示情景k时段t下氢气需求在标准状态下的体积；

η_e表示电解槽转换效率；

η_f表示燃料电池转换效率；

HHV表示氢气高热值；

表示电解槽的额定功率；

表示最低稳定运行功率；

表示燃料电池的额定功率；

表示最低稳定运行功率；

表示风电场外送电能的能力；

V_max为氢气储存容量约束；

表示氢气外送能力。

10.如权利要求9所述的风氢耦合发电系统的优化方法，其特征在于，

根据电解槽的额定功率和燃料电池的额定功率分别调整电解槽容量和燃料电池容量，定量分析风氢耦合发电系统，分别确定电解槽容量和燃料电池容量对系统收益和跟随特性的影响，优化选择电解槽容量和燃料电池容量。

11.一种风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述风氢耦合发电系统包括风电场、电网以及氢气储能系统，所述的装置包括：

优化模型建立模块，用于根据风氢耦合发电系统的能量转换及氢气储能系统的时序递推约束建立风氢耦合发电系统优化模型；

收益模型建立模块，用于根据建立的风氢耦合发电系统优化模型与电网参数中的各时段电网的电价、氢气价格、偏离计划输电的惩罚成本确定风氢耦合发电系统日运行收益模型；转换量优化模块，用于根据所述风氢耦合发电系统日运行收益模型优化风氢耦合发电系统中电能与氢能在电网和制氢系统中的转化量；

调整分析模块，用于调整所述风氢耦合发电系统日运行收益模型中的风电出力，分析引入制氢系统后电网的新能源消纳情况及风氢耦合发电系统的经济指标；

变量优化模块，根据电网参数常量和分析获得的引入制氢系统后电网的新能源消纳情况及风氢耦合发电系统的经济指标优化风氢耦合发电系统的系统参数。

12.如权利要求11所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述优化模型建立模块包括：

定量分析单元，定量分析所述风电场、电网、氢气储能系统之间的能量转化量；

转换关系建立单元，用于建立所述氢气储能系统内部的能量转换关系；

约束关系建立单元，用于建立氢气储能系统的氢气存储量的时序递推约束。

13.如权利要求12所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述定量分析单元定量分析所述风电场、电网、氢气储能系统之间的能量转化量包括：

根据对各时段终端负荷的预测，确定风氢耦合发电系统的计划出力：

$\begin{array}{cc}{P}_t^S=\mathrm{\η}{\hat{P}}_t^L& \∀t\end{array}---\left(1\right)$

式(1)中，t表示时间序列，t＝0,1,2,…,T，表示风氢耦合发电t时段系统计划出力，单位kW，表示t时段电网终端负荷的估计值，单位kW，η表示系统出力承担电网负荷的比例，0≤η≤1；

建立风电场、电网与氢气储能系统之间的平衡约束，包括：电网供需平衡约束、风氢耦合发电系统的功率平衡约束以及氢气供需平衡约束；其中，

所述电网供需平衡约束：

$\begin{array}{cc}{P}_t^I+P_t^G=P_t^L& \∀t\end{array}---\left(2\right)$

式(2)中，表示t时段除风电出力以外的其他机组出力，单位kW，表示t时段风电场输入电网出力，单位kW，表示t时段电网终端负荷，单位kW；

风氢耦合发电系统的功率平衡约束：

$\begin{array}{cc}{P}_{t,k}^F+P_{t,k}^W=P_t^G+P_{t,k}^E+P_{t,k}^C+P_{t,k}^D& \∀t,\∀k\end{array}---\left(3\right)$

式(3)中，k表示情景序列，代表风电出力的随机性，k＝0,1,2,…,K，表示情景k时段t下燃料电池出力，单位kW，表示情景k时段t下风电场出力，单位kW，表示情景k时段t下风电场输入电解槽出力，单位kW，表示情景k时段t下压缩机能耗，单位kW，表示情景k时段t下的弃风量，单位kW；

所述氢气供需平衡约束：

$\begin{array}{cc}{V}_{t,k}^I+V_{t,k}^H=V_{t,k}^L& \∀t,\∀k\end{array}---\left(4\right)$

式(4)中，表示情景k时段t下其他来源氢气在标准状态下的体积，表示情景k时段t系统售出氢气在标准状态下的体积，表示情景k时段t下氢气需求在标准状态下的体积。

14.如权利要求12所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述转换关系建立单元建立所述氢气储能系统内部的能量转换关系包括：

建立电解水制氢的能量转换方程：

$\begin{array}{cc}{V}_{t,k}^E={\mathrm{\η}}_e\·\frac{P_{t,k}^E}{HHV}\·\mathrm{\Δ}t& \∀t,\∀k\end{array}---\left(5\right)$

式(5)中，表示情景k时段t下电解槽制造标准状态下的氢气体积，η_e表示电解槽转换效率，HHV表示氢气高热值；其中，满足式(6)：

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\δ}}_{t,k}^E{P}_{\min }^E\≤P_{t,k}^E\≤{\mathrm{\δ}}_{t,k}^E{P}_{max}^E& \∀t,\∀k\end{array}---\left(6\right)$

在式(6)中，为表示电解槽工作状态的变量，取0-1，取0时表示电解槽当前时段不工作，而取1时则表示电解槽在当前时段工作，表示电解槽的额定功率，表示最低稳定运行功率；

建立压缩机工作功率消耗方程：

$\begin{array}{cc}{P}_{t,k}^C\·\mathrm{\Δ}t={\mathrm{aV}}_{t,k}^E+{\mathrm{bV}}_{t,k}^H& \∀t,\∀k\end{array}---\left(7\right)$

在式(7)中，a和b均为系统常数，为情景k时段t下压缩机功率；

建立燃料电池发电的能量转换方程：

$\begin{array}{cc}{P}_{t,k}^F\·\mathrm{\Δ}t={\mathrm{\η}}_f{V}_{t,k}^F\·HHV& \∀t,\∀k\end{array}---\left(8\right)$

在式(8)中，表示情景k时段t下燃料电池耗费标准状态下的氢气体积，Δt表示时段t的时长，η_f表示燃料电池转换效率；其中，满足式(9)：

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\δ}}_{t,k}^F{P}_{\min }^F\≤P_{t,k}^F\≤{\mathrm{\δ}}_{t,k}^F{P}_{max}^F& \∀t,\∀k\end{array}---\left(9\right)$

在式(9)中，为表示燃料电池工作状态的变量，取0-1，取0时表示燃料电池当前时段不工作，取1时表示燃料电池当前时段工作，表示电解槽的额定功率，表示最低稳定运行功率。

15.如权利要求12所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述约束关系建立单元建立氢气储能系统的氢气存储量的时序递推约束包括：

建立氢气存储量、氢气制备量、氢气消耗量以及氢气售出量的递推方程：

$\begin{array}{cc}{V}_{t+1,k}-V_{t,k}=V_{t,k}^E-V_{t,k}^F-V_{t,k}^H& \∀t,\∀k\end{array}---\left(10\right)$

在式(10)中，V_t,k表示情景k时段t下氢气存储量，V_t+1,k为情景k时段t+1下氢气存储量。

16.如权利要求13、14或15中任一权利要求所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述优化模型建立模块还包括

上下限模块确定单元，用于确定各变量的上下限约束关系，所述的上下限的约束关系包括：

任意时段上网电量受到输电线路容量以及电网负荷的综合约束：

$\begin{array}{cc}0\≤P_t^G\≤P_{max}^G& \∀t\end{array}---\left(11\right)$

在式(11)中，P^TS表示输电线路容量；

任意时段的氢气存储量受到其容量限制，满足：

$\begin{array}{cc}0\≤V_{t,k}\≤V_{max}& \∀t,\∀k\end{array}---\left(12\right)$

在式(12)中，V_max为氢气储存容量约束；

任意时段售出氢气受到氢气运力、氢气存储量以及氢气需求的综合约束：

$\begin{array}{cc}0\≤V_{t,k}^H\≤V_{max}^H& \∀t,\∀k\end{array}---\left(13\right)$

在式(13)中，V^TS表示氢气运输容量上限；

$\begin{array}{cc}{P}_{t,k}^D,P_t^I,P_{t,k}^C,V_{t,k}^I\≥0& \∀t,\∀k\end{array}---\left(14\right)$

优化模型中的其他变量也均为非负变量，满足式(14)。

17.如权利要求16所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述收益模型建立模块根据建立的风氢耦合发电系统优化模型与电网参数中的各时段电网的电价、氢气价格、偏离计划输电的惩罚成本确定风氢耦合发电系统日运行收益模型包括：

以最大化风氢耦合发电系统日运行收益为目标函数，根据建立的风氢耦合发电系统优化模型与电网参数中的各时段电网的电价、氢气价格、偏离计划输电的惩罚成本确定风氢耦合发电系统日运行收益模型：

$max\left\{{\mathrm{\Σ}}_{t=0}^T(q_t^G{P}_t^G+{\mathrm{\Σ}}_{k=0}^K{\mathrm{\ξ}}_k{q}_t^H{V}_{t,k}^H-q^S|P_t^G-P_t^S\left|\right)\right\}---\left(15\right)$

式(15)中，表示t时段的上网电价；

表示净上网电量的售电收益；

ξ_k表示情景k出现的概率；

表示t时段氢气价格；

表示售出氢气的收益；

q^S表示偏离计划输电的惩罚因子；

表示偏离计划输电的惩罚成本。

18.如权利要求17所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述调整分析模块调整所述风氢耦合发电系统日运行收益模型中的风电出力，分析引入制氢系统后电网的新能源消纳情况及风氢耦合发电系统的经济指标包括：

调整所述风氢耦合发电系统日运行收益模型中的风电出力，比较风电场独立运行与风氢耦合发电下的系统收益和跟随特性；

根据所述风氢耦合发电系统优化模型和风氢耦合发电系统日运行收益模型，利用确定性模型量化分析风电出力预测对风氢耦合发电系统的价值，其中，所述的确定性模型为：

$max\left\{{\mathrm{\Σ}}_{t=0}^T(q_t^G{P}_t^G+q_t^H{V}_t^H-q^S|P_t^G-P_t^S\left|\right)\right\}---\left(19\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^S=\mathrm{\η}{\hat{P}}_t^L& \∀t\end{array}---\left(20\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^I+P_t^G=P_t^L& \∀t\end{array}---\left(21\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^F+P_t^W=P_t^G+P_t^E+P_t^C+P_t^D& \∀t\end{array}---\left(22\right)$

$\begin{array}{cc}{V}_t^I+V_t^H=V_t^L& \∀t\end{array}---\left(23\right)$

$\begin{array}{cc}{V}_t^E={\mathrm{\η}}_e\·\frac{P_t^E}{HHV}\·\mathrm{\Δ}t& \∀t\end{array}---\left(24\right)$

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\δ}}_t^E{P}_{min}^E\≤P_t^E\≤{\mathrm{\δ}}_t^E{P}_{max}^E& \∀t\end{array}---\left(25\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^C\·\mathrm{\Δ}t={\mathrm{aV}}_t^E+{\mathrm{bV}}_t^H& \∀t\end{array}---\left(26\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^F\·\mathrm{\Δ}t={\mathrm{\η}}_f{V}_t^F\·HHV& \∀t\end{array}---\left(27\right)$

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\δ}}_t^F{P}_{min}^F\≤P_t^F\≤{\mathrm{\δ}}_t^F{P}_{max}^F& \∀t\end{array}---\left(28\right)$

$\begin{array}{cc}{V}_{t+1}-V_t=V_t^E-V_t^F-V_t^H& \∀t\end{array}---\left(29\right)$

$\begin{array}{cc}0\≤P_t^G\≤P_{max}^G& \∀t\end{array}---\left(30\right)$

$\begin{array}{cc}0\≤V_t\≤V_{max}& \∀t\end{array}---\left(31\right)$

$\begin{array}{cc}0\≤V_t^H\≤V_{max}^H& \∀t\end{array}---\left(32\right)$

$\begin{array}{cc}{P}_t^D,P_t^I,P_t^C,V_t^I\≥0& \∀t\end{array}---\left(33\right)$

其中，为时段t售出氢气在标准状态下的体积。

19.如权利要求18所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，

所述的决策变量包括：

表示t时段风电场输入电网出力；

表示情景k时段t下风电场输入电解槽出力；

表示情景k时段t下燃料电池出力；

表示情景k时段t下的弃风量；

为0-1变量，取0时表示电解槽当前时段不工作，而取1时则表示电解槽在当前时段工作；

为0-1变量，取0时表示燃料电池当前时段不工作，取1时表示燃料电池当前时段工作；

表示情景k时段t系统售出氢气在标准状态下的体积；

V_t,k，表示情景k时段t下氢气存储量；

表示情景k时段t下压缩机能耗；

表示t时段除风电出力以外的其他机组出力；

表示情景k时段t下其他来源氢气在标准状态下的体积；

表示情景k时段t下电解槽制造标准状态下的氢气体积；

表示情景k时段t下燃料电池耗费标准状态下的氢气体积；

所述的电网参数常量包括：

表示t时段系统计划出力；

表示t时段电网终端负荷的估计值；

表示t时段电网终端负荷；

表示情景k时段t下风电场出力；

表示情景k时段t下氢气需求在标准状态下的体积；

η_e表示电解槽转换效率；

η_f表示燃料电池转换效率；

HHV表示氢气高热值；

表示电解槽的额定功率；

表示最低稳定运行功率；

表示燃料电池的额定功率；

表示最低稳定运行功率；

表示风电场外送电能的能力；

V_max为氢气储存容量约束；

表示氢气外送能力。

20.如权利要求19所述的风氢耦合发电系统的优化装置，其特征在于，所述装置还包括：

容量选择模块，用于根据电解槽的额定功率和燃料电池的额定功率分别调整电解槽容量和燃料电池容量，定量分析风氢耦合发电系统，分别确定电解槽容量和燃料电池容量对系统收益和跟随特性的影响，优化选择电解槽容量和燃料电池容量。