一种电氢主体综合能源需求响应方法、装置、计算机设备和存储介质与流程
本申请涉及电力调度，尤其涉及一种电氢主体综合能源需求响应方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术：
1、化石能源危机和环境污染问题日益严重，大力发展可再生能源、提高综合能源利用效率成为能源可持续发展的必然选择。能源互联网通过多种能源网络在供需两侧的协同优化与集成运行，提高综合能源利用效率，是未来能源网络的发展趋势。综合能源系统(integrated energy system，ies)是以多能耦合生产为基础、以多种能源网络协同为调度核心的典型能源互联网。电氢主体作为电力系统的灵活调节资源，能够助力新型电力系统的安全经济运行。因此，急需探索一种将电氢主体与综合能源需求响应相结合的方案。
技术实现思路
1、本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是提供了一种将电氢主体与综合能源需求响应相结合的方案。
2、第一方面，本申请提供了一种电氢主体综合能源需求响应方法，电氢主体包括新能源储能系统和柔性负荷需求响应系统，新能源储能系统包括电解槽、氢储罐、氢燃料电池和新能源发电模块，电解槽用于从新能源发电模块和/或电网获取电能，以产生氢气并输出到氢储罐，氢燃料电池用于从氢储罐和/或气网获得氢气并产生电能向电网供应、产生热能向热网供应，需求响应方法包括：
3、根据调度周期内每个时间节点的用电价格、用氢价格、用热价格、储能单价、用电量、用气量、用热量和储能量构建成本目标函数；
4、以成本目标函数最小为目标，根据第一约束条件集得到每个时间节点的目标用电量、目标用气量、目标用热量和目标储能量，以控制新能源储能系统；
5、根据调度周期内每个时间节点的售电价格、供氢价格、供热价格、售电量、供氢量、供热量和成本目标函数的最小值构建收益目标函数；
6、以收益目标函数最大为目标，根据第二约束条件集得到每个时间节点的目标供氢量、目标供热量、目标售电量，以控制柔性负荷需求响应系统，并得到每个时间节点的目标售电价格、目标供氢价格、目标供热价格，以参与市场竞价。
7、在其中一个实施例中，成本目标函数为：
8、
9、其中，为第i个电氢主体的成本目标函数，为第i个电氢主体在t时段的用电量，为第i个电氢主体在t时段的用电价格，为第i个电氢主体在t时段的用气量，为第i个电氢主体在t时段的用氢价格，为第i个电氢主体在t时段的用热量，为第i个电氢主体在t时段的用热价格，为第i个电氢主体在t时段的储能量，为第i个电氢主体在t时段的储能单价。
10、在其中一个实施例中，第一约束条件包括：新能源储能系统的设备约束、系统电能平衡约束、系统热能平衡约束和系统氢能平衡约束。
11、在其中一个实施例中，第一约束条件还包括：电网交互功率上下限约束、气网交互流量上下限约束、热网交互热量上下限约束和设备爬坡率约束。
12、在其中一个实施例中，收益目标函数为：
13、
14、其中，为第i个电氢主体的收益目标函数，为第i个电氢主体在t时段的售电价格，为第i个电氢主体在t时段的售电量，为第i个电氢主体在t时段的供氢价格，为第i个电氢主体在t时段的供氢量，为第i个电氢主体在t时段的供热价格，为第i个电氢主体在t时段的供热量，为第i个电氢主体的成本目标函数的最小值。
15、在其中一个实施例中，第二约束条件包括：柔性负荷需求响应系统的响应能力上下限约束。
16、在其中一个实施例中，第二约束条件还包括：售电价格上下限约束、供氢价格上下限约束、供热价格上下限约束和用户舒适度约束。
17、第二方面，本申请提供了一种电氢主体综合能源需求响应装置，电氢主体包括新能源储能系统和柔性负荷需求响应系统，新能源储能系统包括电解槽、氢储罐、氢燃料电池和新能源发电模块，电解槽用于从新能源发电模块和/或电网获取电能，以产生氢气并输出到氢储罐，氢燃料电池用于从氢储罐和/或气网获得氢气并产生电能向电网供应、产生热能向热网供应，需求响应装置包括：
18、第一构建模块，用于根据调度周期内每个时间节点的用电价格、用氢价格、用热价格、储能单价、用电量、用气量、用热量和储能量构建成本目标函数；
19、第一优化控制模块，用于以成本目标函数最小为目标，根据第一约束条件集得到每个时间节点的目标用电量、目标用气量、目标用热量和目标储能量，以控制新能源储能系统；
20、第二构建模块，用于根据调度周期内每个时间节点的售电价格、供氢价格、供热价格、售电量、供氢量、供热量和成本目标函数的最小值构建收益目标函数；
21、第二优化控制模块，用于以收益目标函数最大为目标，根据第二约束条件集得到每个时间节点的目标供氢量、目标供热量、目标售电量，以控制柔性负荷需求响应系统，并得到每个时间节点的目标售电价格、目标供氢价格、目标供热价格，以参与市场竞价。
22、第三方面，本申请提供了一种计算机设备，包括一个或多个处理器，以及存储器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，执行上述任一实施例中的电氢主体综合能源需求响应方法的步骤。
23、第四方面，本申请提供了一种存储介质，存储介质中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述任一实施例中的电氢主体综合能源需求响应方法的步骤。
24、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
25、基于本实施例中的电氢主体综合能源需求响应方法，分别针对新能源储能系统和柔性负荷需求响应系统建立需求响应模型，通过电能与氢能的耦合关系替代响应，从而保证可靠的需求响应资源，同时，根据激励性需求响应策略，鼓励电、氢负荷直接参与日内需求响应，从而提高综合能源系统的经济性。在成本最小化和收益最大化的双重目标下，精细地控制了新能源储能系统和柔性负荷需求响应系统的运行，同时优化了电氢主体在能源交易市场中报价策略，探索电氢主体参与电力市场进行综合能源需求响应，降低绿氢生产成本并发挥其灵活调节资源的优势，为新能源系统的可持续发展提供了重要保障。
技术特征：
1.一种电氢主体综合能源需求响应方法，其特征在于，电氢主体包括新能源储能系统和柔性负荷需求响应系统，所述新能源储能系统包括电解槽、氢储罐、氢燃料电池和新能源发电模块，所述电解槽用于从所述新能源发电模块和/或电网获取电能，以产生氢气并输出到所述氢储罐，所述氢燃料电池用于从所述氢储罐和/或气网获得氢气并产生电能向电网供应、产生热能向热网供应，所述需求响应方法包括：
2.根据权利要求1所述的电氢主体综合能源需求响应方法，其特征在于，所述成本目标函数为：
3.根据权利要求2所述的电氢主体综合能源需求响应方法，其特征在于，所述第一约束条件包括：所述新能源储能系统的设备约束、系统电能平衡约束、系统热能平衡约束和系统氢能平衡约束。
4.根据权利要求2所述的电氢主体综合能源需求响应方法，其特征在于，所述第一约束条件还包括：电网交互功率上下限约束、气网交互流量上下限约束、热网交互热量上下限约束和设备爬坡率约束。
5.根据权利要求1所述的电氢主体综合能源需求响应方法，其特征在于，所述收益目标函数为：
6.根据权利要求4所述的电氢主体综合能源需求响应方法，其特征在于，所述第二约束条件包括：所述柔性负荷需求响应系统的响应能力上下限约束。
7.根据权利要求6所述的电氢主体综合能源需求响应方法，其特征在于，所述第二约束条件还包括：售电价格上下限约束、供氢价格上下限约束、供热价格上下限约束和用户舒适度约束。
8.一种电氢主体综合能源需求响应装置，其特征在于，电氢主体包括新能源储能系统和柔性负荷需求响应系统，所述新能源储能系统包括电解槽、氢储罐、氢燃料电池和新能源发电模块，所述电解槽用于从所述新能源发电模块和/或电网获取电能，以产生氢气并输出到所述氢储罐，所述氢燃料电池用于从所述氢储罐和/或气网获得氢气并产生电能向电网供应、产生热能向热网供应，所述需求响应装置包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括一个或多个处理器，以及存储器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行时，执行如权利要求1-7任一项所述的电氢主体综合能源需求响应方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1-7任一项所述的电氢主体综合能源需求响应方法的步骤。
技术总结
本申请提供了一种电氢主体综合能源需求响应方法、装置、计算机设备和存储介质。该方法包括：需求响应方法包括：构建成本目标函数；以成本目标函数最小为目标，根据第一约束条件集得到每个时间节点的目标用电量、目标用气量、目标用热量和目标储能量，以控制新能源储能系统；构建收益目标函数；以收益目标函数最大为目标，根据第二约束条件集得到每个时间节点的目标供氢量、目标供热量、目标售电量，以控制柔性负荷需求响应系统，并得到每个时间节点的目标售电价格、目标供氢价格、目标供热价格，以参与市场竞价。该方法探索电氢主体参与电力市场进行综合能源需求响应，降低绿氢生产成本并发挥其灵活调节资源的优势。
技术研发人员：黄青丹,杨柳,李紫勇,黄慧红,李东宇,王勇,刘智勇,赵崇智,刘静,宋浩永,韦凯晴,吴培伟,李助亚,裴利强,王婷延
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5