应用于工业园区的低碳耦合能源系统及优化方法与流程

技术特征：
1.一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统，其特征在于，包括：电能通路、热能通路和氢储能装置；所述电能通路用于为工业园区内的电负荷供电；所述热能通路用于为工业园区内的热负荷供热；所述氢储能装置分别与所述电能通路和所述热能通路连接；在耗能低谷时，所述电能通路的电能和所述热能通路的热能通过所述氢储能装置实现存储；在耗能高峰时，所述氢储能装置分别向所述电能通路和所述热能通路供能。2.根据权利要求1所述的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统，其特征在于，所述氢储能装置包括：电解槽、燃料电池和储氢罐；所述电解槽分别与所述电能通路和所述储氢罐连接；所述燃料电池分别与所述电能通路和所述储氢罐连接；其中，所述电解槽将所述电能通路的电能转化为氢能并存储于所述储氢罐；所述储氢罐将氢能传输至所述燃料电池，所述燃料电池将氢能转化为电能，并通过所述电能通路为工业园区内的电负荷供电。3.根据权利要求2所述的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统，其特征在于，所述电解槽和所述燃料电池还分别与所述热能通路连接；所述电解槽将所述热能通路的热能转化为氢能并存储于所述储氢罐；所述储氢罐将氢能传输至所述燃料电池，所述燃料电池将氢能转化为热能，并通过所述热能通路为工业园区内的热负荷供电；其中，所述电解槽和所述燃料电池在能量转化过程中产生的热能流入所述热能通路。4.根据权利要求1所述的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统，其特征在于，还包括：本地清洁能源模块和外部电能输入模块；所述本地清洁能源模块和所述外部电能输入模块分别与所述电能通路连接。5.根据权利要求4所述的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统，其特征在于，所述本地清洁能源模块包括光伏发电和\或风力发电。6.根据权利要求1所述的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统，其特征在于，还包括：外部气能输入模块、第一气能机组和第二气能机组；所述外部气能输入模块分别与所述第一气能机组和所述第二气能机组连接；所述第一气能机组与所述热能通路连接，用于将所述外部气能输入模块输入的气能转化为热能；所述第二气能机组分别与所述电能通路和所述热能通路连接，用于将所述外部气能输入模块输入的气能转化为电能和热能。7.根据权利要求6所述的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统，其特征在于，所述第一气能机组和所述第二气能机组分别与所述氢储能装置连接。8.根据权利要求6所述的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统，其特征在于，所述第一气能机组为燃气锅炉，所述第二气能机组为燃气轮机。9.一种上述权利要求1至8任一所述的应用于工业园区的低碳耦合能源系统的优化方法，其特征在于，包括：
获取氢储能装置的单位容量投资成本和配置容量，并构建年氢储能投资成本函数；获取外部购电的实时电价和单位时间内的实时功率，外部购气的实时气价和单位时间内的实时体积速率，并构建基于单位时间的年购能成本函数；获取单位能量的电能排放折算成本、单位体积的气能排放折算成本、碳排放价格和碳排放因子，并构建年碳排放成本函数；获取失电负荷功率、失热功率、弃清洁能源功率、失电惩罚单价、失热惩罚单价和弃清洁能源惩罚系数，并构建年运行惩罚成本函数；根据所述年氢储能投资成本函数、所述年购能成本函数、所述年碳排放成本函数和所述年运行惩罚成本函数构建年化总成本目标函数；对所述年化总成本目标函数添加平衡约束条件，并根据所述平衡约束条件对所述年化总成本目标函数进行计算，获得对应的年化投资成本。10.根据权利要求9所述的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统的优化方法，其特征在于，所述对所述年化总成本目标函数添加平衡约束条件的步骤中，具体包括：根据低碳耦合能源系统的电能输入功率和电能输出功率构建电能平衡约束；根据低碳耦合能源系统的热能输入功率和热能输出功率构建热能平衡约束；根据外部购气的单位时间内的实时体积速率、氢储能装置的气氢混合功率和耗气量构建气能平衡约束；根据电能平衡约束、热能平衡约束和气能平衡约束构建所述平衡约束条件。

技术总结
本发明提供一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统及优化方法，所述系统包括：电能通路、热能通路和氢储能装置；所述电能通路用于为工业园区内的电负荷供电；所述热能通路用于为工业园区内的热负荷供热；所述氢储能装置分别与所述电能通路和所述热能通路连接；在耗能低谷时，所述电能通路的电能和所述热能通路的热能通过所述氢储能装置实现存储；在耗能高峰时，所述氢储能装置分别向所述电能通路和所述热能通路供能。本发明提供的一种应用于工业园区的低碳耦合能源系统及优化方法，通过提供应用于工业园区的低碳耦合能源系统架构，并结合氢储能无碳排放、多能综合利用的优势，建立了氢储能装置的多能联储联供模型，保护了环境、提升了经济效益。提升了经济效益。提升了经济效益。


技术研发人员：陈来军 梅生伟 司杨 郑天文 熊宇峰
受保护的技术使用者：青海大学
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2021/11/8