一种光氢储综合充电站设备容量配置方法及装置

技术特征：
1.一种光氢储综合充电站设备容量配置方法，其特征在于，包括以下步骤：建立能够同时为电动汽车和氢燃料电动汽车提供服务的包括光伏、储能电池和氢储能系统的综合充电站系统模型；根据综合充电站系统模型，基于综合充电站各个设备间能量流动配合关系确定综合充电站的能量流动策略；根据能量流动策略，基于能量平衡约束、元件约束、电网供电功率约束，建立以综合充电站的年运行成本和自主运行能力为目标的设备容量配置优化模型；采用nsga-ii算法和模糊综合评价对设备容量配置优化模型进行求解，确定综合充电站设备的容量配置方案。2.根据权利要求1所述的光氢储综合充电站设备容量配置方法，其特征在于，综合充电站系统模型包括：光伏出力模型：其中g
t
是太阳光照强度，t表示t时刻，t
c
是环境温度，g
stc
和t
stc
标准条件下的光照强度和温度，p
pv-stc
是光伏的额定功率；储能电池荷电状态模型：其中e
b
是储能的额定容量，p
b
是储能的充放电功率，η是储能的运行电效率，δt是时间步长；氢储能系统由电解槽、储氢罐、燃料电池组成，其中电解槽模型如下：h
we
＝p
we
η
we
/hhv其中p
we
光伏发电用于制氢的输出功率，η
we
是电解槽的工作效率，hhv是电氢能量转化系数；储氢罐的每个时间段存放氢气容量模型如下：h(t)＝h(t-1) h
we
(t-1)-h
l
(t-1)-h
fc
(t-1)其中h为储氢罐含氢量，h
we
、h
fc
分别是提供给氢燃料电动汽车和燃料电池的氢量；燃料电池模型如下：p
fc
＝h
fc
η
fc
hhv其中p
fc
为燃烧氢气产生电量的输出功率，η
fc
是燃料电池的工作效率。3.根据权利要求1所述的光氢储综合充电站设备容量配置方法，其特征在于，综合充电站的能量流动策略包括以下四种：a、满足电动汽车和氢燃料电动汽车需求，光伏发电的剩余功率依次对蓄电池充电，电解槽电解储氢，最后余电上网；b、满足电动汽车需求，氢燃料电动汽车需求存在缺额，光伏发电剩余的功率首先用于电解槽电解储氢，再用于蓄电池充电，氢燃料电动汽车依然缺额，用购置的备用氢补充；c、满足氢燃料电动汽车需求，电动汽车需求存在缺额，蓄电池、燃料电池一次放电为电动汽车提供需求，最后由电网补充；
d、电动汽车和氢燃料电动汽车需求都存在缺额，电动汽车需求由蓄电池先放电，电网再补充功率缺额，氢燃料电动汽车需求用购置的备用氢补充。4.根据权利要求3所述的光氢储综合充电站设备容量配置方法，其特征在于，确定综合充电站的能量流动策略包括：获取光伏输出功率p
pv
，判断光伏输出功率p
pv
是否大于每时段电动汽车用户的电负荷需求p
l
，令dp＝p
pv-p
l
，若dp>0，则进入到第一策略分支，若dp<0，则进入到第二策略分支；在第一策略分支和第二策略分支中，判断储氢罐含氢量h是否大于氢燃料电动汽车用户的需要的氢气量h
l
，当dp>0且h-h
l
＞0时，实施a策略，当dp>0且h-h
l
＜0时，实施b策略；当dp<0且h-h
l
＞0时，实施c策略，当dp<0且h-h
l
＜0时，实施d策略。5.根据权利要求2所述的光氢储综合充电站设备容量配置方法，其特征在于，设备容量配置优化模型为：综合充电站年运行成本最低：minf1＝(c1 c2)crf c
3-c4c1＝p
pv
e
pv
p
ba
e
ba
p
we
e
we
p
fc
e
fc
he
h
c2＝c1kkk其中c1、c2、c3、c4分别是设备购买成本、设备维护成本、综合充电站运行成本以及上网收益；crf是各设备的年化系数；p
pv
、p
ba
、p
we
、p
fc
分别为光伏、蓄电池、电解槽、燃料电池的装机容量；h为储氢罐的容量；e
pv
、e
ba
、e
we
、e
fc
、e
h1
分别为对应设备的单价；k是设备的维护成本；r为实际年利率，y为设备运行年限；e
h
、e
gi
、e
go
分别是备用购氢、电网购电和余电上网价格；h
g
、p
gi
、p
go
分别是各时段备用购氢气量、电网购电功率和余电上网功率；综合充电站的自主运行能力，及购电和备用购氢气量占比：综合充电站的自主运行能力，及购电和备用购氢气量占比：综合充电站系统的电功率和氢气量交换应时刻保持平衡：p
l
＝p
pv
p
we
p
ba
p
fc
p
g
h
l
＝h h
g
h
we-h
fc
变压器存在容量限制，电网向综合充电站有供电功率约束：
p
g
≤p
gmax
蓄电池的荷电状态soc在合理的约束范围内：soc
min
≤soc(t)≤soc
max。
6.根据权利要求1所述的光氢储综合充电站设备容量配置方法，其特征在于，对设备容量配置优化模型进行求解具体包括：(a)输入综合充电站基本数据，设置nsga-ii初始参数和决策变量上下限；(b)随机初始化规模大小为n种群；(c)计算目标函数适应度值，然后对结果进行快速非支配排序；(d)计算个体拥挤度距离，使用精英策略选择保留优良个体，形成新种群，返回步骤(c)；(e)判断迭代次数，满足要求即终止迭代，输出pareto前沿，反之，继续循环迭代；(f)使用模糊综合评价的模糊隶属度函数计算每个pareto解的隶属度，隶属度最高的优化方案即为最终方案。7.根据权利要求5所述的光氢储综合充电站设备容量配置方法，其特征在于，模糊综合评价的隶属度函数为：其中为第n个目标函数的第m个非劣解的函数值，第n个目标函数的第m个非劣解的隶属度，分别为pareto解的最大、最小解。8.一种光氢储综合充电站设备容量配置装置，其特征在于，包括：综合充电站系统模型构建模块，建立能够同时为电动汽车和氢燃料电动汽车提供服务的包括光伏、储能电池和氢储能系统的综合充电站系统模型；能量流动策略确定模块，根据综合充电站系统模型，基于综合充电站各个设备间能量流动配合关系确定综合充电站的能量流动策略；容量配置优化模型建立模块，根据能量流动策略，基于能量平衡约束、元件约束、电网供电功率约束，建立以综合充电站的年运行成本和自主运行能力为目标的设备容量配置优化模型；容量配置方案求解模块，采用nsga-ii算法和模糊综合评价对设备容量配置优化模型进行求解，确定综合充电站设备的容量配置方案。9.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的光氢储综合充电站设备容量配置方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序
被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的光氢储综合充电站设备容量配置方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种光氢储综合充电站设备容量配置方法及装置，所述方法包括：建立能够同时为电动汽车和氢燃料电动汽车提供服务的包括光伏、储能电池和氢储能系统的综合充电站系统模型；根据综合充电站系统模型，基于综合充电站各个设备间能量流动配合关系确定综合充电站的能量流动策略；根据能量流动策略，基于能量平衡约束、元件约束、电网供电功率约束，建立以综合充电站的年运行成本和自主运行能力为目标的设备容量配置优化模型；采用NSGA-II算法和模糊综合评价对设备容量配置优化模型进行求解，确定综合充电站设备的容量配置方案。本发明提高了综合充电站的自主运行能力，可为充电站设备优化提供参考。可为充电站设备优化提供参考。可为充电站设备优化提供参考。


技术研发人员：王敏 董小彬 周涛 翟佑春
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2022.03.03
技术公布日：2022/6/1