含氢综合能源系统及其多目标协调控制方法、装置和设备与流程

本技术涉及多能源综合控制，尤其涉及一种含氢综合能源系统及其多目标协调控制方法、装置和设备。

背景技术：

1、目前具有多能源优势互补特点的综合能源系统(integrate energy system，ies)建设是实现“双碳”目标的有力手段。综合能源系统ies中多能流耦合紧密、多利益主体间博弈关系错综复杂，随着电力市场化改革的不断深化，综合能源系统ies中“源-荷”双侧资源互动更为频繁，为综合能源系统ies的运行决策带来新的挑战。因此，引入更具清洁低碳性的新型能源，研究多利益主体分布式协同优化运行策略，是落实低碳目标、促进综合能源系统ies各主体间利益均衡及共同获利的必然要求。

2、因综合能源系统的能流差异、灵活性、随机性建立综合能源系统的调度模型，该调度模型通过场景缩减将不确定量简化为若干个代表性场景进行多场景确定性优化，该调度模型采用聚类算法处理数据，存在精度不足还会导致场景缩减后的典型场景缺乏代表性，降低了调度模型的鲁棒性。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种含氢综合能源系统及其多目标协调控制方法、装置和设备，用于解决现有综合能源系统的调度模型存在数据处理精度低且鲁棒性差的技术问题。

2、为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：

3、一方面，提供了一种含氢综合能源系统的多目标协调控制方法，包括以下步骤：

4、构建含氢综合能源系统的多目标协调仿真模型，所述含氢综合能源系统包括依次连接的能源供应单元、高温电解单元、甲醇合成单元、燃料电池单元和能源需求单元；

5、获取所述含氢综合能源系统运行的特性参数，所述特性参数包括光伏发电量、电解效率、甲醇合成效率和燃料电池发电效率；

6、根据所述特性参数构建具有供需关系的多能流能量模型；获取所述能源需求单元所需的负荷数据，根据所述多能流能量模型对所述负荷数据进行处理，得到仿真模型特性数据；

7、根据所述仿真模型特性数据在所述多目标协调仿真模型上进行潮流仿真计算，得到与所述负荷数据匹配的仿真结果并获取与该仿真结果对应所述多目标协调仿真模型的系统运行参数；

8、根据所述系统运行参数控制所述含氢综合能源系统的运行。

9、优选地，构建含氢综合能源系统的多目标协调仿真模型包括：

10、获取含氢综合能源系统的拓扑图、能效目标函数、供给侧参数数据和需求侧负荷数据；在仿真软件上根据所述拓扑图构建仿真模型；

11、根据所述供给侧参数数据和所述能效目标函数在所述仿真模型上进行潮流仿真计算，得到计算负荷数据；

12、若所述计算负荷数据与所述需求侧负荷数据不相同，调整所述供给侧参数数据，得到调整数据；

13、根据所述调整数据在所述仿真模型上进行潮流仿真计算直至得到与所述需求侧负荷数据匹配的计算负荷数据，则将此仿真模型作为能源利用效率最优的多目标协调仿真模型。

14、优选地，所述多目标协调仿真模型的供给侧参数数据与需求侧负荷数据呈虚拟映射关系。

15、优选地，所述能效目标函数为：式中，f为总增量成本的能效目标函数，n为总优化的时刻数量；ct(ppv)为t时刻能源供应单元中光伏子单元运行的增量成本，ct(pph)为t时刻能源供应单元中光热子单元运行的增量成本，ct(ph)为t时刻高温电解单元运行的增量成本；ct(pch)为t时刻甲醇合成单元运行的增量成本，ct(pfc)为t时刻燃料电池单元运行的增量成本。

16、优选地，所述多能流能量模型的供需关系包括：电负荷＝光伏发电量*电解效率*甲醇合成效率*燃料电池发电效率；热负荷＝光伏发电量*电解效率*甲醇合成效率*燃料电池发热效率；二氧化碳输出流量＝光伏发电量/3.6；空气输入流量＝光伏发电量*电解效率*甲醇合成效率/9。

17、又一方面，提供了一种含氢综合能源系统，包括控制单元以及依次连接的能源供应单元、高温电解单元、甲醇合成单元、燃料电池单元和能源需求单元；

18、所述控制单元，用于根据上述所述的含氢综合能源系统的多目标协调控制方法控制所述能源供应单元、所述高温电解单元、所述甲醇合成单元、所述燃料电池单元和所述能源需求单元的运行；

19、所述能源供应单元，用于向所述高温电解单元和所述甲醇合成单元提供电能和热能；

20、所述高温电解单元，用于根据所述电能和所述热能进行高温电解制氢，得到氢气并将所述氢气输送至所述甲醇合成单元；

21、所述甲醇合成单元，用于采集二氧化碳并通过所述电能对所述二氧化碳和所述氢气进行能量转换，得到甲醇；将所述甲醇传送至所述燃料电池单元；

22、所述燃料电池单元，用于将所述甲醇通过电化学反应产生电能、热能的甲醇燃料电池；

23、所述能源需求单元，用于根据电负荷、热负荷的需求对所述燃料电池进行响应运行或使用。

24、优选地，所述能源供应单元包括用于提供电能的光伏子单元和用于提供热能的光热子单元。

25、又一方面，提供了一种含氢综合能源系统的多目标协调控制装置，包括模型构建模块、参数获取模块、特征模型构建模块、仿真运行模块和控制执行模块；

26、所述模型构建模块，用于构建含氢综合能源系统的多目标协调仿真模型，所述含氢综合能源系统包括依次连接的能源供应单元、高温电解单元、甲醇合成单元、燃料电池单元和能源需求单元；

27、所述参数获取模块，用于获取所述含氢综合能源系统运行的特性参数，所述特性参数包括光伏发电量、电解效率、甲醇合成效率和燃料电池发电效率；

28、所述特征模型构建模块，用于根据所述特性参数构建具有供需关系的多能流能量模型；获取所述能源需求单元所需的负荷数据，根据所述多能流能量模型对所述负荷数据进行处理，得到仿真模型特性数据；

29、所述仿真运行模块，用于根据所述仿真模型特性数据在所述多目标协调仿真模型上进行潮流仿真计算，得到与所述负荷数据匹配的仿真结果并获取与该仿真结果对应所述多目标协调仿真模型的系统运行参数；

30、所述控制执行模块，用于根据所述系统运行参数控制所述含氢综合能源系统的运行。

31、优选地，所述多能流能量模型的供需关系包括：电负荷＝光伏发电量*电解效率*甲醇合成效率*燃料电池发电效率；热负荷＝光伏发电量*电解效率*甲醇合成效率*燃料电池发热效率；二氧化碳输出流量＝光伏发电量/3.6；空气输入流量＝光伏发电量*电解效率*甲醇合成效率/9。

32、再一方面，提供了一种终端设备，包括处理器以及存储器；

33、所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

34、所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的含氢综合能源系统的多目标协调控制方法。

35、该含氢综合能源系统及其多目标协调控制方法、装置和设备，该方法包括构建含氢综合能源系统的多目标协调仿真模型，含氢综合能源系统包括依次连接的能源供应单元、高温电解单元、甲醇合成单元、燃料电池单元和能源需求单元；获取含氢综合能源系统运行的特性参数，特性参数包括光伏发电量、电解效率、甲醇合成效率和燃料电池发电效率；根据特性参数构建具有供需关系的多能流能量模型；获取能源需求单元所需的负荷数据，根据多能流能量模型对负荷数据进行处理，得到仿真模型特性数据；根据仿真模型特性数据在多目标协调仿真模型上进行潮流仿真计算，得到与负荷数据匹配的仿真结果并获取与该仿真结果对应多目标协调仿真模型的系统运行参数；根据系统运行参数控制含氢综合能源系统的运行。从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：该含氢综合能源系统的多目标协调控制方法通过多目标协调仿真模型输出控制含氢综合能源系统运行的系统运行参数，使得含氢综合能源系统集成控制的精度高，进而说明多目标协调仿真模型的鲁棒性好，解决了现有综合能源系统的调度模型存在数据处理精度低且鲁棒性差的技术问题。