中国电力工程顾问集团有限公司潘军获国家专利权
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龙图腾网获悉中国电力工程顾问集团有限公司申请的专利一种离网能源系统电解槽阵列的运行优化方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119004792B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411033467.6,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种离网能源系统电解槽阵列的运行优化方法及装置是由潘军;张力;罗必雄;刘晓鸥;刘建伟;杨利鸣设计研发完成,并于2024-07-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种离网能源系统电解槽阵列的运行优化方法及装置在说明书摘要公布了:本发明提供了一种离网能源系统电解槽阵列的运行优化方法及装置,涉及能源系统运行调度技术领域,其中方法包括:获取离网能源系统的运行数据;其中,运行数据包括离网能源系统的功率数据和电解槽阵列的配置数据;基于功率数据,建立离网能源系统的第一约束模型;基于功率数据和配置数据,建立电解槽阵列的第二约束模型;基于第一约束模型和第二约束模型对电解槽阵列的配置数据进行更新,得到最优配置方案;基于最优配置方案,确定电解槽阵列运行功率的最优分配方案。本方案,能够减小电解槽阵列频繁启停以及制氢效率低下的问题,提升电解槽阵列的运行稳定性以及制氢经济效益。
本发明授权一种离网能源系统电解槽阵列的运行优化方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种离网能源系统电解槽阵列的运行优化方法,其特征在于,包括: 获取离网能源系统的运行数据;其中,所述运行数据包括所述离网能源系统的功率数据和电解槽阵列的配置数据; 基于所述功率数据,建立所述离网能源系统的第一约束模型; 基于所述功率数据和所述配置数据,建立所述电解槽阵列的第二约束模型; 基于所述第一约束模型和所述第二约束模型对所述电解槽阵列的配置数据进行更新,得到最优配置方案; 基于所述最优配置方案,确定所述电解槽阵列运行功率的最优分配方案; 所述离网能源系统包括供能子系统、能量转换子系统和储能子系统,所述供能子系统为可再生能源发电设备;所述能量转换子系统包括燃料电池、热泵和电解槽阵列,所述储能子系统包括电、氢和热储能装置,所述电解槽阵列包括碱性电解槽和质子交换膜电解槽; 所述基于所述功率数据,建立所述离网能源系统的第一约束模型,包括: 对所述电解槽阵列中单个电解槽的功率数据进行计算,得到多工作模式下电解槽阵列的第一功率数据; 所述电解槽阵列包括五种运行工况: 其中,为电解槽i在t时刻的电功率;为电解槽i的待机功率;为最大制氢效率对应的电解槽i电功率;为电解槽i的额定功率;为电解槽i的波动功率;为电解槽i的安全运行功率; 所述电解槽阵列的工况切换条件为: 式中,为电解槽的额定运行工况;当电解槽i在时刻t处于额定运行工况时,否则其余同理;为电解槽的高效运行工况;为电解槽的波动运行工况;为电解槽的待机状态;为电解槽的停机状态;为0-1变量,分别表示电解槽开机动作和关机动作; 所述第一功率数据通过如下公式计算得到: 式中,NEL为电解槽阵列中的电解槽单体的总量;Pt Array为电解槽阵列的电功率; 基于所述第一功率数据和其余设备的功率数据,建立所述第一约束模型; 所述基于所述第一约束模型和所述第二约束模型对所述电解槽阵列的配置数据进行更新,得到最优配置方案,包括: 将所述配置数据输入预先训练好的迭代优化模型,输出得到满足目标函数的配置结果;其中,所述迭代优化模型是对初始遗传算法模型训练得到的,所述迭代优化模型的目标函数为所述第一约束模型和所述第二约束模型,所述配置结果为电解槽阵列中碱性电解槽和质子交换膜电解槽的装机容量比例; 对所述配置结果进行筛选处理,得到碱性电解槽和质子交换膜电解槽装机容量比例最优的配置方案; 所述第一约束模型通过如下公式建立: 式中,为电解槽i在t时刻的电功率;为电解槽i的待机功率;为最大制氢效率对应的电解槽i电功率;为电解槽i的额定功率;为电解槽i的波动功率;为电解槽的额定运行工况;为电解槽的高效运行工况;为电解槽的波动运行工况;为电解槽的待机状态;Pt RE为t时刻的供能子系统的发电功率;Pt FC表示t时刻的燃料电池电功率;Pt EES,dis为电储能在t时刻的放电功率;Pt EES,ch为电储能在t时刻的发电功率;Pt Array为电解槽阵列的电功率;Pt HP为t时刻热泵的电功率;Pt eld为离网能源系统的电负荷;NEL为电解槽阵列中的电解槽单体的总量;为电解槽i在时刻t的热功率;为燃料电池在t时刻的废热;为热泵的热功率;为t时刻热储能的释热状态;为t时刻热储能的储热状态;为离网能源系统的热负荷;为电解槽i在时刻t的制氢量;为氢储能在t时刻的放气速率;为氢储能在t时刻的充气速率;为燃料电池在t时刻的氢气消耗量;为离网能源系统的氢负荷。
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