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龙图腾网获悉三峡大学申请的专利基于管-路协同运氢的电氢综合能源系统调度方法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：CN119784067B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10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：202411915849.1，技术领域涉及：G06Q10/0631；该发明授权基于管-路协同运氢的电氢综合能源系统调度方法是由谭洪;陈顺;王秋杰;刘颂凯;李振兴;翁汉琍;廖海凤;徐蓓设计研发完成，并于2024-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于管-路协同运氢的电氢综合能源系统调度方法在说明书摘要公布了：基于管‑路协同运氢的电氢综合能源系统调度方法，包括：建立基于流量平衡的变掺氢比天然气掺氢运输模型；建立变掺氢比天然气掺氢运输线性模型；建立长管拖车运氢模型；考虑电力系统相关约束和天然气系统与道路系统、电力系统与天然气系统之间的耦合约束，并结合变掺氢比天然气掺氢运输线性模型和长管拖车运氢模型，建立基于管‑路协同运氢的电氢综合能源系统调度模型；在电氢综合能源系统调度模型基础上，建立电氢综合能源系统分布鲁棒调度模型，对分布鲁棒调度模型中机会约束重新表示为线性约束，对转化后的电氢综合能源系统调度线性模型进行求解。该调度方法降低了求解难度，减小了运输氢气，增加了运输氢气的准确性；对电负荷进行了削峰填谷。

本发明授权基于管-路协同运氢的电氢综合能源系统调度方法在权利要求书中公布了：1.基于管-路协同运氢的电氢综合能源系统调度方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1：在天然气管道稳态模型的基础上，计及氢气注入并考虑管道管存，建立基于流量平衡的变掺氢比天然气掺氢运输模型； 步骤2：基于分段线性化、分段McCormick技术和等价替换方法对步骤1中的变掺氢比天然气掺氢运输模型进行线性化，建立变掺氢比天然气掺氢运输线性模型； 步骤3：通过模拟长管拖车的时空动力学，建立长管拖车运氢模型； 步骤4：考虑电力系统相关约束和天然气系统与道路系统、电力系统与天然气系统之间的耦合约束，并结合步骤2中的变掺氢比天然气掺氢运输线性模型和步骤3中的长管拖车运氢模型，建立基于管-路协同运氢的电氢综合能源系统调度模型； 步骤5：在步骤4中的电氢综合能源系统调度模型基础上，考虑风电不确定性，建立电氢综合能源系统分布鲁棒调度模型，对分布鲁棒调度模型中机会约束重新表示为线性约束，对转化后的电氢综合能源系统调度线性模型进行求解； 所述步骤1中，建立的基于流量平衡的变掺氢比天然气掺氢运输模型，如下： 1； 式1中：为天然气源点集合；为氢气源点集合；为流入节点的管道集合；为流出节点的管道集合；、分别为时刻节点处注入的天然气和氢气的体积流量；、分别为时刻从管道流出和流入节点混合气体的体积流量；为时刻节点流出的混合气体体积流量； 2； 式2中：、分别为时刻从管道流出和流入节点氢气的体积流量；为时刻节点流出的混合气体体积流量； 3； 式3中：为时刻节点中混合气体中氢气的体积比； 4； 式4中：为时刻节点处的天然气负荷； 5； 式5中：为时刻管道中混合气体中氢气的体积比； 6； 7； 8； 式8中：为时刻管道的平均体积流量；和分别为时刻节点和的压强；为管道的Weymouth系数； 9 10； 式10中：和为管道的每小时体积流量上限和下限； 11； 式11中：为管道两端最大的压强比；和分别为时刻节点和的压强； 12； 式12中：管道节点压力允许最小值；管道节点压力允许最大值； 13； 式13中：和为和时刻管道的管存量； 14； 式14中：为管道的管存系数； 15； 式15中：为所有天然气管道的集合；表示所有管道管存量之和的最小值； 16； 式16中：和为节点可注入天然气最大和最小体积流量；为时刻节点处注入的天然气体积流量； 17； 式17中：和为节点可注入天然气最大和最小体积流量；为时刻节点处注入的氢气的体积流量； 、分别为管道的Weymouth系数、管存系数，其表达式如下所示： 18； 19； 式18和式19中，、、分别为管道的直径、长度和摩擦系数；是圆周率；和分别为混合气体的比气体常数和密度；为管道计及氢气注入时的压缩系数和混合气体密度；和分别为天然气的比气体常数和密度；为管道不计及氢气注入时的压缩系数；为环境温度； 混合气体压缩因子的表达式为： 20； 式20中：表示混合气体压缩因子；表示绝对温度；表示各节点压强上、下限的平均值；表示节点压强上、下限的平均值；表示绝对压强； 21； 式21中：为管道的直径；表示的16次方； 混合气体的比气体常数与掺氢比及各气体成分的摩尔系数有关，其表达式如式22所示： 22； 式22中，为通用气体常数，为管道中混合气体的摩尔系数；、分别为天然气、氢气的摩尔系数； 混合气体的密度是一个掺氢比的函数，其表达式为： 23； 式23中，、分别为天然气、氢气的标准密度； 24； 天然气稳态模型包括式24的天然气流量平衡，还包括式8、式10、式11、式12； 所述步骤2中，变掺氢比天然气掺氢运输模型非线性项有式3、式4、式5、式8、式17，其中，式3、式4、式5中均含有双线性项，能够直接采用分段McCormick技术进行线性化，基于式3，选择节点流出体积流量作为要划分的变量，其能够转化为： 25； 式25中：为分段数；和分别为掺氢比的最小和最大值；和分别为节点流出的混合气体体积流量的最小和最大值；和分别为节点流出的混合气体体积流量第段最小和最大值；为节点流出的混合气体体积流量第段的值；为时刻节点掺氢比第段的值；为引入的辅助0-1变量；为时刻节点流出的混合气体体积流量； 所述步骤3中，建立的长管拖车运氢模型包括拖车运行约束和为拖车与各氢能用户之间的氢气交互约束； 拖车运行约束表达式为： 34； 式34中，表示交通路网节点集合；表示交通路网路径集合；表示时刻拖车的停车状态，时，时刻拖车位于交通路网节点上；表示时刻拖车的行驶状态，时，时刻拖车位于交通路网路径上； 35； 式35中，为时刻拖车到达节点的状态变量；为时刻拖车离开节点的状态变量；表示时刻拖车的停车状态； 36； 37； 38； 上式中，为时刻拖车到达节点的状态变量；为引入的辅助0-1变量； 39； 式39中，为时刻拖车到达节点的状态变量；为引入的辅助0-1变量； 40； 式40中，表示时刻拖车的行驶状态；表示时刻拖车的行驶状态； 41； 式41中，定义为向上取整符号，为拖车通过路径所需最短时间；为拖车行驶的平均速度；表示节点与节点之间的道路长度； 拖车与各氢能用户之间的氢气交互约束为： 42； 43； 44； 式中，和分别为和时刻拖车运输的氢气质量；为拖车能运输的最大氢气质量；为时刻拖车在节点从氢能用户中装载的氢气质量；为在一小时中拖车从节点氢能用户中装载的最大氢气质量； 所述步骤4中，电力系统相关约束包括电能平衡约束、机组启停约束、有功上下限约束，可提供备用容量约束、爬坡约束和线路传输容量约束，其表达式如下： 45； 式45中，、、、分别是常规机组、风电场、电力负荷、电解槽的集合；为时段机组的预测发电功率；为风电场预测出力；为电力负荷；为电解槽输入功率；表示一个时段；表示时段的集合； 46； 式46中，、分别为时段机组的启停状态变量；为时段机组的运行状态变量； 47； 式47中，为常规机组的最小启停时间； 48； 式48中，为常规机组的最小关闭时间； 49； 50； 51； 52； 53； 上式中，和分别为和时段机组的预测发电功率；和分别为和时段机组提供的向下备用容量；和分别为和时段机组提供的向上备用容量；为时段风电场的预测发电功率；为风电场的有功负荷；为时段电解槽的输入功率；、分别为常规机组的最小、最大出力；、分别为常规机组可提供的最大向上、向下备用容量；、分别为常规机组最大向上、向下爬坡功率；为线路的最大传输容量；矩阵为线路功率流与节点功率注入之间的转移功率矩阵；矩阵、、、分别为母线-发电机、母线-风电场、母线负荷关联矩阵、母线-电解槽关联矩阵； 电力系统与天然气系统通过制氢厂中的电解槽和储氢罐进行耦合，其约束如下： 54； 55； 56； 上式中：为电解槽的电-氢转化效率;为氢气的低热值；和分别为和时段储气罐的储氢量；和分别为储气罐的最小、最大储氢量；为时段电解槽的输出氢气量；为时刻节点处注入的氢气的体积流量； 天然气系统与道路系统之间的耦合通过氢气平衡进行实现，其表达式为： 57； 式中，为氢负荷；为氢负荷切除量；为拖车的集合；表示时段长管拖车在天然气系统节点处与氢能用户交互的氢气量；表示时段节点的氢气负荷； 所述步骤5中，首先，定义风电出力真实分布与经验分布之间的Wasserstein距离： 62； 式中，表示真实分布与经验分布之间的Wasserstein距离；为随机变量的支撑集；表示和之间的一阶范数；表示和的联合分布；为下确界函数； 接着构造基于Wasserstein距离的模糊集： 63； 式中：表示支撑集内真实分布所有取值构成的集合；为Wasserstein球的半径； 然后，在目标函数式54中添加常规机组调度容量成本和相关约束： 64； 式64中：表示时段风电误差分布的模糊集；为常规机组调整有功出力的成本系数；为常规机组调整的有功出力；表示的期望值； 65； 式65中：表示这一事件的概率；为允许的约束违反概率； 66； 67； 68 式中：为常规机组实际有功出力；为风电场实际出力； 最后，对目标函数式64中非线性项和约束条件中机会约束式65-式68进行转化； 式65的机会约束中： 首先，对进行如下的等价替换： 69； 70； 71； 式中，表示时刻风电场的预测误差；表示风电预测总误差；是一个单位列向量；上标表示矩阵的转置；表示每个机组调节的误差比例； 电氢综合能源系统分布鲁棒调度模型中目标函数能够重新表示为： 72； 式72中，表示时段风电误差分布的模糊集；表示的期望值； 令，在模糊集下，能够将等价为： 73； 74； 上式中，为样本集的数量；表示第个样本；、、、、、、、为引入的辅助变量，没有实际意义；与是设置边界条件有关的已知矩阵和向量；为Wasserstein球的半径；，是一个中间辅助矩阵；为辅助矩阵的转置；表示样本的集合；表示是一个实数；表示一个正的，长度为的实数向量；表示时段的第个样本；表示常数矩阵的转置。

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