(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210886934.4 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 河南工业大 学 地址 450000 河南省郑州市高新 技术产业 开发区莲 花街100号 (72)发明人 王均　白俊杰　许潇　吴兰　 汪显博　张孝远　李斌全　姜伟　 黄明山　 (74)专利代理 机构 郑州中科鼎佳专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 41151 专利代理师 寇冰 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01)H02J 3/28(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) (54)发明名称 一种电-热-气-氢综合能源系统优化调度方 法 (57)摘要 一种电‑热‑气‑氢综合能源系统优化调度方 法， 包含以下步骤： A1、 构建风电出力不确定性模 型； A2、 构建电 ‑热‑气‑氢综合能源系统设备模 型； A3、 构建电 ‑热‑气‑氢多能流功率平衡约束模 型； A4、 构建综合能源系统调度优化模型； 本发明 与现有公开研究成果相比， 本发明的 电‑热‑气‑ 氢综合能源调度方法引入拉丁超立方抽样和场 景削减法生成风电出力预测模型， 更好地考虑了 风电出力的不确定性， 将风电功率的随机性、 波 动性纳入到综合能源优化调度统筹中， 通过风电 出力的多场景生成及缩减算法快速求解综合能 源随机规划模 型， 可有效提升系统在不同情景风 电出力的应变和快速反应能力并提升系统规划 结果的经济性和合理性。 权利要求书5页 说明书12页 附图7页 CN 115238503 A 2022.10.25 CN 115238503 A 1.一种电 ‑热‑气‑氢综合能源系统优化调度方法， 其特 征是： 包含以下步骤： A1、 构建风电出力不确定性模型 风电功率服从正态分布N( μ, δ2)， μ为风电功率不同时刻的期望值， δ为其波动的百分比 例； 通过拉丁超立方抽样方法， 生成R个服从概率分布约束的风电1 ‑24小时全天候出力场 景； 设有N个随机变量， 其中的累积概 率分布函数 可以描述 为： FN＝FN(KN) 设采样规模为R： ①将FN的分布曲线分成每 个区间范围均为1/R的若干个概 率区间； ②在各概率区内随机抽取任意 一个数； 则第x个区间的采样点KNx的累积概 率PNx为： PNx＝(1/R)rx+(x‑1)/R 式中： rx为区间[0， 1]的一个随机数； ③将带入 函数， 得到对应区间内的采样值KNx： ④采样规模为R， 通过 上述方法重复采样R次， 即会产生R个关于KN的采样结果； ⑤生成N×R维的矩阵， 随机排序各 行后生成R个场景； 利用Kantorovic h距离场景削减技 术对生成的R个场景进行削减： 记场景数为N， 经过场景削减后的场景 数为S： ①初始化， 每 个风电功率预测值场景的概 率值为Pi＝1/N， 初始缩 减场景数为S*＝ N； ②计算每个场景(si,sj)的Kantorovic h距离Dk(si,sj) Kantorovic h距离为： ③选择与场景sk的距离最小的场景sr， 并计算Kantorovich距离与场景概率的乘积， 可 记为： PDk(si,sj)＝Dk(si,sj)·ρr； ④对于每个场景重复步骤 ③， 然后选择PDk(si,sj)最小的场景记为场景d并删除该场 景， 同时更新减少的场景 数S*＝S*‑1， 则场景r的概 率值可以更新 为ρr＝ρr+ρd； ⑤重复步骤 ②‑④， 直到最终场景 数S*＝S； A2、 构建电 ‑热‑气‑氢综合能源系统设备模型 A2.1构建综合能源系统多能流出力约束 电解槽电解 生成氢能功率 转换约束： 其中， Pe,EL(s,t)为第s种场景下t时段输入电解槽的电能； 为第s种场景下t时 段电解槽输出的氢能； ηEL为电解槽的能量转换效率； 分别为输入电解槽的电能权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115238503 A 2功率上、 下限； 分别为电解槽功率的爬坡上、 下限； 甲烷反应 器将氢能转 为天然气能功率约束： 其中， Pg,MR(s,t)为第s种场景下t时段甲烷反应器输出的天然气功率； 为第s 种场景下t时段输入甲烷反应器的氢能功率； ηMR为甲烷反应器的能量转换效率； 分别为输入甲烷反应器的氢能功率上、 下限； 分别为甲烷 反应器功率爬坡上、 下限； 氢燃料电池氢能转 化热能电能功率约束： 其中， 为第s种场景下t时段经由电解槽向燃料电池输入的氢能功率； Pe,HFC (s,t)、 Ph,HFC(s,t)分别为第s种场景下t时段氢燃料电池输出的电、 热能功率； 分 别为燃料电池转换为电、 热能的效率； 分别为输入氢燃料电池的氢能功率 上、 下限； 分别为氢燃料电池的氢能功率爬坡上、 下限； 分别 为氢燃料电池的热电比上、 下限； 燃气锅炉功率约束： 其中， ηGB为燃气锅炉的能量转换效率； Pg,GB(s,t)为第s种场景下t时段输入燃气锅炉的 气功率； Ph,GB(s,t)为第s种场景下t时段燃气锅炉输出的热功率； 分别为燃气锅 炉的输入气功率上、 下限； 分别为燃气锅炉的气功率爬坡上、 下限； 热电联产约束条件：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115238503 A 3