考虑预报信息的园区风光储氢调度方法

技术领域

本发明涉及一种考虑预报信息的园区风光储氢调度方法。适用于园区风光储氢发电能量管理系统和风光储氢联合调度策略领域。

背景技术

园区是城市双碳发展的核心之一，可再生能源利用可改善园区能源结构，促进城市碳达峰目标实现。合理利用风电、光伏、储能、氢能等清洁能源，实现系统优化调度，在降低碳排放量方面具有重要作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种考虑预报信息的园区风光储氢调度方法，以合理利用风电、光伏、储能、氢能等清洁能源，实现系统优化调度。

本发明所采用的技术方案是：一种考虑预报信息的园区风光储氢调度方法，其特征在于：

S1、采集园区当前时刻的风电出力实际信息P

S2、基于当前时刻采集园区未来的风电出力预测信息P'

S3、基于当前时刻采集园区未来的负荷预测信息P'

S4、对园区用电尖峰、高峰、低谷时段，电化学储能和电解水制氢储能发电系统运行效益进行分析判断；

S5、综合园区当前时刻的风电出力实际信息P

步骤S5包括：

S51、将当前时刻的风电出力、光伏出力优先供给园区负荷；

S52、若当前时刻P

S53、若当前时刻P

步骤S51包括：

1)用电低谷时段：

根据未来风电出力预测P'

若本次低谷时段的未来时段存在P'

否则，本时段风光余电用于电化学储能充电及制氢储存，直至风光无出力或储能系统充满、储氢系统充满；

判断用于储能、制氢后是否有风光电余量，若风光电无余量，网电用于电化学储能充电、网电用于制氢，至储能系统充满、储氢系统充满；若风光电仍有余量，上网售电；

2)用电尖峰时段：

风光电供给负荷后，余电用于上网；

3)用电高峰时段：

若下个电价变化时段为低谷，风光电若有余电用于上网；

若下个电价变化时段为尖峰，风光电供给负荷后，余电用于电化学储能充电及制氢储存，至风光无出力或储能系统充满、储氢系统充满，余电上网。

步骤S52包括：

1)用电低谷时段：

风光电供给负荷不足的部分由网电补充；网电用于电化学储能充电及制氢储存，至储能系统充满、储氢系统充满；

2)用电尖峰时段：

风光电供给负荷不足的部分由电化学储能、电解水制氢储能发电系统补充供给，仍不足由网电补充；

3)用电高峰时段：

若下个电价变化时段为低谷，风光电供给负荷不足的部分由电化学储能、电解水制氢储能发电系统补充供给，仍不足由网电补充；

若下个电价变化时段为尖峰，未来时段存在P'

一种考虑预报信息的园区风光储氢调度装置，其特征在于，包括：

实际信息采集模块，用于采集园区当前时刻的风电出力实际信息P

预测信息采集模块，用于基于当前时刻采集园区未来的风电出力预测信息P'

预测负荷采集模块，用于基于当前时刻采集园区未来的负荷预测信息P'

储能效益分析模块，用于对园区用电尖峰、高峰、低谷时段，电化学储能和电解水制氢储能发电系统运行效益进行分析判断；

综合调度模块，用于综合园区当前时刻的风电出力实际信息P

一种存储介质，其上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现所述园区风光储氢调度方法的步骤。

一种考虑预报信息的园区风光储氢调度设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现所述园区风光储氢调度方法的步骤。

本发明的有益效果是：本发明考虑风电、光伏出力预报信息，用电价格、园区负荷特性等多种边界条件，通过与不考预报信息的策略模拟比较，是一种效益更好的园区风光储氢调度策略，服务园区能量管理平台建设，且发现在风光供给负荷占比为0.80-0.85时，考虑预报策略为最优，风光供给负荷占比小于0.3时，可不采用预报策略，对能量管理设计具有重要价值。

附图说明

图1是典型时段考虑预报的调度策略负荷及电源供给情况。

图2是典型时段考虑预报的调度策略网电利用情况。

图3是预报策略执行情况分析。

图4是考虑预报与不考虑预报调度策略月收益分析比较情况。

图5是模拟不同风光装机规模时考虑预报策略的调度效果分析。

具体实施方式

本实施例为一种考虑预报信息的园区风光储氢调度方法，包括以下步骤：

S1、采集园区当前时刻的风电出力实际信息P

S2、基于当前时刻采集园区未来的风电出力预测信息P'

S3、基于当前时刻采集园区未来的负荷预测信息P'

S4、对园区用电尖峰、高峰、低谷时段，电化学储能和电解水制氢储能发电系统运行效益进行分析判断；

S5、综合园区当前时刻的风电出力实际信息P

S51、将当前时刻的风电出力、光伏出力优先供给园区负荷；

S52、若当前时刻P

1)用电低谷时段：

根据未来风电出力预测P'

若本次低谷时段的未来时段存在P

否则，本时段风光余电用于电化学储能充电及制氢储存，直至风光无出力或储能系统充满、储氢系统充满。

判断用于储能、制氢后是否有余量：若风光无余量，网电用于电化学储能充电、网电用于制氢，至储能系统充满、储氢系统充满；若风光仍有余量，上网售电。

2)用电尖峰时段：

风光供给负荷后，余电用于上网。

3)用电高峰时段：

若下个电价变化时段为低谷，风光若有余电用于上网；若下个电价变化时段为尖峰，风光供给负荷后，余电用于电化学储能充电及制氢储存，至风光无出力或储能系统充满、储氢系统充满，余电上网。

S53、若当前时刻P

1)用电低谷时段：

风光供给负荷不足的部分由网电补充；网电用于电化学储能充电及制氢储存，至储能系统充满、储氢系统充满。

2)用电尖峰时段：

风光供给负荷不足的部分由电化学储能、电解水制氢储能发电系统补充供给，仍不足由网电补充。

3)用电高峰时段：

若下个电价变化时段为低谷，风光供给负荷不足的部分由电化学储能、电解水制氢储能发电系统补充供给，仍不足由网电补充。

若下个电价变化时段为尖峰，未来时段存在P'

本实施例还提供一种考虑预报信息的园区风光储氢调度装置，包括实际信息采集模块、预测信息采集模块、预测负荷采集模块、储能效益分析模块和综合调度模块。

本例中实际信息采集模块，用于采集园区当前时刻的风电出力实际信息P

本实施例还提供一种存储介质，其上存储有能被处理器执行的计算机程序，该计算机程序被执行时实现本例中园区风光储氢调度方法的步骤。

本实施例还提供一种考虑预报信息的园区风光储氢调度设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，该计算机程序被执行时实现本例中园区风光储氢调度方法的步骤。

为说明本实施例效果，下面以国内某园区的作为实施对象对本发明进行详细说明，该园区负荷为4MW-6MW，风电规模15MW，光伏规模6MW，制氢规模2.5MW(500Nm3/h)，氢燃料电池规模2.5MW，电化学储能规模4MW/8MWh。园区峰谷时段及用电价格为：尖峰时刻19:00-21:00，电价1.1303元，高峰时段8:00-10:00，13:00-19:00，21:00-22:00，电价0.8373元/kWh，低谷时段22:00-7:00，电价0.3343元/kWh。风光上网电价为0.4153元/kWh。

分别根据考虑预报和不考虑预报的调度策略进行模拟计算。图1为是典型时段考虑预报的调度策略负荷及电源供给情况。可以看出，负荷大部分由风电、光伏及网电供给，当尖峰时刻19:00-21:00风光不足时，电化学储能、燃料电池供给负荷，最后由网电补充。高峰时刻8:00-10:00，13:00-19:00及21:00-22:00，本案例峰谷价差情况下，高峰时段电化学储能放电及氢燃料电池发电均不能维持自身运行成本，故由网电补充为最优。

图2是典型时段考虑预报的调度策略网电利用情况。本案例峰谷价差情况下，氢能发电只有利用谷电制氢，尖峰时刻供给负荷才能保障运行成本，电化学储能可利用低谷时段风光电充电，或者利用谷电充电，尖峰时刻供给负荷才能保障运行成本，图2中可以看出，网电制氢、电化学储能均为谷电时段，调度策略合理。

图3是预报策略执行情况分析，当前时间为22:00(低谷时段)，实际风光出力为5.2MW，大于负荷4MW，此时电化学储能并未充满，氢储罐已满。若根据常规调度策略，此时需利用风光余量储能，保障后续尖峰时段，电化学储能可用于供给负荷，故储能充电功率1.2MW；若根据预报调度策略，此时预报未来23:00-7:00时刻有多个时段风光出力小于负荷，可采用网电进行电化学储能充电，降低成本，故20:00时刻执行1.2MW风光上网，根据后续时段预报策略，策略结果为在0：00-2:00利用网电对电化学储能进行充电，充电电价仅为0.3343元/度，最终可提升电化学储能充放电收益。

图4为考虑预报与不考虑预报调度策略月收益分析比较情况，收益即为各月份风光上网售电收益与网购电花费的差值，图中可见，相比不考虑预报，预报策略各月均节约了成本，考虑预报信息的园区风光储氢调度策略可提供更经济的风光储氢调度策略，图中成本收益提升较小月份即满足预报策略触发条件的情景较少。

图5为是模拟不同风光装机规模时考虑预报策略的调度效果分析，图中可见，当风光规模降低，即风光供给占负荷比例不断下降时，相比常规策略考虑预报策略成本降低出现先增大然后不断降低至0的变化趋势。在风光供给负荷占比为0.80-0.85时，考虑预报策略为最优。分析原因，即当风光规模很大时，几乎可完全供给负荷，可用于实施预报策略的条件少；当风光规模不断降低，需电化学储能、氢能进行调节，预报策略作用显现；当风光规模进一步降低，电化学储能、制氢系统无法通过风光余电进行调节，考虑预报与不考虑预报结果接近。当风光供给负荷占比约0.3时，考虑预报策略相比不考虑预报成本降低为0。