计及稳定性约束的多能源耦合氢氨系统综合评价方法及装置与流程

本技术涉及综合能源系统评价，具体涉及一种计及稳定性约束的多能源耦合氢氨系统综合评价方法及装置。

背景技术：

1、电解水制氢技术能够利用新能源富余电力生产氢气，实现电能向化学能的转换，并通过储氢系统实现长时间尺度储能。进一步地，氢气与氮气反应合成氨，不仅能够提高能源储运效率，而且能够实现绿氢的大规模利用，因此风—光—光热—储热—电解制氢—储氢—合成氨多能源耦合系统已成为新能源基地的重要发展方向。

2、多能源耦合氢氨系统由风电、光伏、光热发电、储热、电解制氢、储氢和合成氨等环节耦合构成，以风电、光伏为代表的可再生能源装机容量快速增长。然而，由于风电和光伏发电具有明显的随机性、波动性和间歇性，大规模新能源并网后容易引起系统功率波动，对电网安全稳定运行造成影响。如多能源耦合氢氨系统中光热发电与储热环节承担部分调节作用，电解制氢环节制取氢气并经储氢环节缓冲后供给合成氨环节，系统功率缺额由自公共电网购电补足。针对该类系统的不同配置方案，需要建立综合评价值以衡量方案的优劣。

3、目前，多能源耦合氢氨系统的研究主要集中于容量配置优化、运行调度优化以及经济性分析等方面，大多数评价方法仅以运行成本、系统收益或碳排放作为评价依据，缺乏对系统运行稳定性的综合考虑，稳定性无法对评价结果形成约束，所得到的综合评价值不能区分功率平稳程度不同的方案；同时，在单一固定权重下，稳定性与其余维度之间的权衡关系也难以在评价过程中体现。

技术实现思路

1、本技术针对现有技术存在的问题，提供了一种计及稳定性约束的多能源耦合氢氨系统综合评价方法，将稳定性与其余维度评价值之间的权衡关系体现在评价过程中，使得综合评价值可以准确衡量不同配置方案的优劣，为多能源耦合氢氨系统容量配置及运行优化提供科学依据。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提出一种计及稳定性约束的多能源耦合氢氨系统综合评价方法，包括：基于多能源耦合氢氨系统分别获取每种配置方案下的电解负荷波动权重值、以及评价周期内各时段的运行数据，运行数据包括电网购电功率和电解槽运行功率；

4、根据运行数据分别获得对应配置方案的综合指标评分集，综合指标评分集包括系统稳定性评分；根据稳定性风险水平分别获得对应配置方案的综合权重值集，综合权重值集包括稳定性动态权重值，权重值集对应的权重值与综合指标评分集对应的指标评分一一对应，稳定性动态权重值与系统稳定性评分相对应；系统稳定性评分和稳定性风险水平分别基于电解负荷波动权重值、以及对应配置方案的电网购电功率和电解槽运行功率获得；

5、根据综合指标评分集和综合权重值集获得对应配置方案的综合评价值；

6、根据综合评价值确定目标配置方案。

7、在其中一些实施例中，包括基于电解负荷波动权重值、以及对应配置方案的电网购电功率和电解槽运行功率分别获得系统稳定性评分和稳定性风险水平，包括：

8、根据电网购电功率分别获得对应配置方案的电网侧累计波动量和电网侧参考波动值；

9、根据电解槽运行功率分别获得对应配置方案的电解槽侧累计波动量和电解槽侧参考波动值；

10、根据电解负荷波动权重值、电网侧累计波动量、电网侧参考波动值、电解槽侧累计波动量和电解槽侧参考波动值分别获得对应配置方案的系统稳定性值和稳定性参考值；

11、根据系统稳定性值和稳定性参考值分别获得对应配置方案的系统稳定性评分和稳定性风险水平。

12、在其中一些实施例中，根据系统稳定性值和稳定性参考值获得对应配置方案的系统稳定性评分，包括：

13、获取稳定性最大值；

14、将1与所述系统稳定性值与所述稳定性最大值的比值之差作为对应配置方案的动态稳定性评分值；

15、根据0与动态稳定性评分值求最大值获得对应配置方案的系统稳定性评分。

16、在其中一些实施例中，根据系统稳定性值和稳定性参考值获得对应配置方案的稳定性风险水平，包括：

17、根据系统稳定性值与稳定性参考值的比值获得对应配置方案的稳定性风险水平。

18、在其中一些实施例中，根据稳定性风险水平获得对应配置方案的稳定性动态权重值，包括：

19、分别获取稳定性基础权重值、稳定性风险响应系数和稳定性最大允许权重值；

20、根据稳定性风险响应系数与稳定性风险水平之积与稳定性基础权重值求和获得稳定性动态权重备选值；

21、根据稳定性最大允许权重值与稳定性动态权重备选值求最小值获得对应配置方案的稳定性动态权重值。

22、在其中一些实施例中，综合指标评分集还包括经济性评分、碳排放评分、可再生能源利用率评分和产氨能力评分，综合权重值集还包括经济性动态权重值、碳排放动态权重值、可再生能源利用率动态权重值和氨产量动态权重值。

23、在其中一些实施例中，根据稳定性风险水平分别获得对应配置方案的经济性动态权重值、碳排放动态权重值、可再生能源利用率动态权重值和氨产量动态权重值，包括：

24、分别获取经济性基础权重值、碳排放基础权重值、可再生能源利用率基础权重值和氨产量基础权重值；

25、根据1与稳定性动态权重值之差获得动态剩余权重；

26、根据1与稳定性基础权重值之差的比值获得基础剩余权重；

27、根据动态剩余权重与基础剩余权重的比值获得动态系数；

28、根据经济性基础权重值与动态系数之积获得对应配置方案的经济性动态权重值；

29、根据碳排放基础权重值与动态系数之积获得对应配置方案的碳排放动态权重值；

30、根据可再生能源利用率基础权重值与动态系数之积获得对应配置方案的可再生能源利用率动态权重值；

31、根据氨产量基础权重值与动态系数之积获得对应配置方案的氨产量动态权重值。

32、在其中一些实施例中，根据综合指标评分集和综合权重值集获得对应配置方案的综合评价值，包括：

33、根据综合指标评分集中各指标评分和综合权重值集中对应各权重值加权求和获得对应配置方案的综合评价值。

34、在其中一些实施例中，根据综合评价值确定目标配置方案，包括：

35、将综合评价值最大对应的配置方案作为目标配置方案。

36、第二方面，本技术实施例还提出一种计及稳定性约束的多能源耦合氢氨系统综合评价装置，用于实现计及稳定性约束的多能源耦合氢氨系统综合评价方法，综合评价装置包括数据采集模块、数据处理模块和方案输出模块；

37、数据采集模块用于基于多能源耦合氢氨系统分别获取每种配置方案下的电解负荷波动权重值、以及评价周期内各时段的运行数据；

38、数据处理模块用于根据运行数据分别获得对应配置方案的综合指标评分集，根据稳定性风险水平分别获得对应配置方案的综合权重值集，基于电解负荷波动权重值、以及对应配置方案的电网购电功率和电解槽运行功率分别获得系统稳定性评分和稳定性风险水平，以及根据综合指标评分集和综合权重值集获得对应配置方案的综合评价值；

39、方案输出模块用于根据综合评价值确定目标配置方案。

40、相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：

41、1.本技术将基于电解负荷波动权重值、以及对应配置方案的电网购电功率和电解槽运行功率获得的系统稳定性评分计入综合评价值，运行稳定性可以对评价结果形成约束，所得综合评价值可以区分功率平稳程度不同的方案；同时获得综合权重值集中各权重值时，引入同样基于电解负荷波动权重值、以及对应配置方案的电网购电功率和电解槽运行功率获得的稳定性风险水平，将稳定性与其余维度评价值之间的权衡关系体现在评价过程中，使得综合评价值可以准确衡量不同配置方案的优劣。

42、2.本技术提出的综合评价方法能够同时反映系统稳定性、经济性及低碳运行特性，实现不同容量配置方案和运行策略的统一评价。

43、3.通过本技术所提综合评价方法评价配置方案优劣时，随着稳定性约束增强，系统运行更加平稳，碳排放持续降低，而经济收益仅出现轻微下降，能够在稳定运行、经济效益和低碳目标之间实现有效协调，为多能源耦合氢氨系统容量配置及运行优化提供科学依据。