(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211020190.4 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 (72)发明人 任洲洋　程欢　谭映玥　 (74)专利代理 机构 重庆大学专利中心 5 0201 专利代理师 黄涛 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 17/10(2006.01) H02J 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种考虑甲醇储运的跨区电-氢耦合系统优 化调度方法 (57)摘要 本发明涉及电力系统优化调度技术领域， 具 体涉及一种考虑甲醇储运的跨区电 ‑氢耦合系统 优化调度方法， 包括确定跨区电 ‑氢耦合系统结 构， 获取各区域电 ‑氢耦合系统基础数据； 建立电 网‑甲醇‑氢供应链能源储运模型； 建立考虑甲醇 储运的跨区电 ‑氢耦合系统双层优化经济调度模 型， 确定各区域电 ‑氢耦合系统年运行调度计划。 本发明充分考虑不同区域供用能特性和各系统 运行特性， 通过合理调度送、 受端区域设备运行、 电能和甲醇输运计划， 可 以有效提高跨区电 ‑氢 耦合系统的运行经济性 以及可再生能源消纳水 平， 促进区域间电 ‑氢耦合系统协同互补运行。 权利要求书4页 说明书10页 附图2页 CN 115392702 A 2022.11.25 CN 115392702 A 1.一种考虑甲醇储运的跨区电 ‑氢耦合系统优化调度方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 1)确定考虑甲醇储运的跨区电 ‑氢耦合系统结构， 获取该区域电 ‑氢耦合系统基础数 据， 其中， 送端区域包含氢+二氧化碳制甲醇反应器以及甲醇存储仓库， 受端区域包含有甲 醇重整制氢反应器， 送、 受端区域通过区域联络线和甲醇交通运输网连接， 送、 受端区域内 均设有常规发电机组、 绿色能源发电机组以及氢燃料电池； 2)建立包含相应约束条件的电网 ‑甲醇‑氢供应链能源储运模型， 所述电网 ‑甲醇‑氢供 应链能源 储运模型包括电解槽模型、 储氢 罐模型、 甲醇时空灵活性模型和氢 供需平衡模型； 所述储氢罐模型中， 包含储氢罐相邻时刻储氢容量 时序关系， 储氢罐容量安全约束， 储 氢和释氢约束， 以及调度周期内氢气的输入、 输出平衡关系； 所述甲醇时空灵活性模型包括氢 ‑甲醇转化模型、 甲醇重整制氢模型以及甲醇跨区季 节性储运模型； 所述甲醇跨区季节性储运模型中包 含送端甲醇储运关系， 以及甲醇储运 容量约束； 3)基于考虑甲醇储运的跨区电 ‑氢耦合系统， 建立优化经济调度模型， 确定各区域电 ‑ 氢耦合系统年 运行调度计划； 所述优化经济调度模型包括上层日调度模型， 基于上层日调度模型， 以天为调度时间 刻度， 以系统成本最小为目标求取系统年 运行调度计划； 系统成本中 需包括基于电网 ‑甲醇‑氢供应链能源 储运模型 得到的氢 供应链成本 CHSC； 考虑的约束条件中需包括基于前述电网 ‑甲醇‑氢供应链能源储运模型的氢供需平衡 约束、 电解槽、 储氢 罐和甲醇储运约束； 以及， 电量平衡约束和常规发电机组启停约束； 所述系统年 运行调度计划中包 含常规发电机组中长期日启停安 排和甲醇运输计划。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述优化经济调度模型还包括下层小时调 度模型， 基于下层小时调度模型， 在上层日调度模型确定的常规发电机组启停和甲醇运输 计划下以小时为调度时间刻度， 以系统成本最小为目标求取系统年 运行调度计划； 下层小时调度模型的系统成本 中需包括氢燃料电池运维成本和失负荷惩罚成本， 不包 含常规发电机组启停成本以及氢 供应链成本的运输成本 部分； 考虑的约束条件中需包括电力平衡约束、 常规发电机组爬坡约束以及氢燃料电池约 束， 不包含电量平衡约束和常规发电机组启停约束； 所述系统年运行调度计划中包含送、 受端各机组调度出力计划、 输电计划、 氢能子系统 各设备运行计划。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述电解槽模型如下 所示： 0≤Es,E,t≤Es,E,max 式中， mH2 s,E,t为s区域t时刻电解槽产生氢量， S为区域集合， 包括送端区域j和受端区域 r； ηH2为电解槽运行效率； Es,E,t为s区域t时刻电解槽通入电量， LHVH2为氢的低热值， Es,E,max 为电解槽 输入电量的上限。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述储氢 罐模型包括： 如下的储氢 罐相邻时刻储氢容 量时序关系：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115392702 A 2以及如下的储氢 罐容量安全约束： 以及如下的储氢和释氢约束： 以及如下的调度周期内氢气的输入、 输出平衡 式中， 为s区域t时刻储氢罐的储氢容量； 分别为s区域t时刻的储氢和释 氢量； 和 分别为储氢 罐容量、 入氢量和释氢量的上限。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述氢 ‑甲醇转化模型如下 所示： 式中， 为t时刻甲醇生成量， ηHM为氢加二氧化碳制甲醇转化系数， mH2,M,t为t时刻输入 的绿氢量， mH2,M,max为甲醇反应 器输入氢气上限。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述甲醇重整制氢模型如下 所示： 式中， 为t时刻甲醇制氢量， ηMH为甲醇水蒸气重整制氢转化系数， mM,H2,t为t时刻输入 甲醇量， mM,H2,max为输入甲醇上限。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 甲醇跨区季节性储运模型中， 设送端区域 有绿色甲醇仓库并考虑甲醇外送， 受端区域无相应的甲醇仓库， 且甲醇储运变化以天计算， 具体包括： 如下的送端绿色甲醇储运关系： 以及如下的， 以受端甲醇送进量为受端的甲醇库存， 且不考虑受端甲醇送进量的甲醇 储运容量约束： 式中， 分别为s区域d天绿色甲醇存储、 外送量和送进量； 为绿色 甲醇存储上限； d为 运输延迟时间， 与运输距离有关。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 考虑送端区域无甲醇水蒸气重整制氢过 程， 受端区域无电 ‑氢‑甲醇过程， 所述氢 供需平衡模型如下 所示： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115392702 A 3