(19)中华 人民共和国 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 202111482595.5 (22)申请日 2021.12.07 (71)申请人 国能大渡河流 域水电开发有限公司 地址 610000 四川省成 都市中国(四川)自 由贸易试验区成 都高新区天韵路7号 (72)发明人 涂扬举　李林　马芳平　姚福明　 杨国玉　王健馨　彭放　孙延黎　 郭金婷　柳玉兰　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 代理人 戴尧罡 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01)H02J 3/38(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于氢能的可再生能源网络运行确定 方法及相关装置 (57)摘要 本申请提供了一种基于氢能的可再生能源 网络运行确定方法及相关装置， 涉及能源控制技 术领域。 首先依据负荷用电单元、 负荷用氢单元 以及负荷用热单元的需求量及价格确定系统年 收益， 然后依据外部购电模块、 外购氢气 模块、 氢 气运输线模块的使用费用以及每个设备的运维 成本确定系统年运行成本， 再依据每个 设备的采 购成本确定系统总投资， 再依据系统年收益、 系 统年运行成本、 系统总投资以及预设的贴现率构 建系统回报收益率模型， 最后依据系统 回报收益 率模型、 负荷用电单元、 负荷用氢单元、 负荷用热 单元的约束条件以及系统约束条件确定每个单 元与模块的使用比例， 以使系统的回报收益率最 大。 本申请具有实现了系统收益 最大化的效果。 权利要求书3页 说明书12页 附图4页 CN 114331028 A 2022.04.12 CN 114331028 A 1.一种基于氢能的可再生 能源网络运行确定方法， 其特征在于， 应用于负荷用电系统， 所述负荷用电系统包括负荷用电单元、 负荷用氢单元以及负荷用热单元， 所述负荷用电单 元、 所述负荷用氢单元以及所述负荷用热单元均用于与负荷模块连接， 所述负荷用电单元 包括外部购电模块， 所述负荷用氢单元包括外购氢气模块以及氢气运输线模块， 所述方法 包括： 依据所述负荷用电单元、 所述负荷用氢单元以及所述负荷用热单元的需求量及价格确 定系统年收益； 依据所述外部购电模块、 所述外购氢气模块、 所述氢气运输线模块的使用费用以及每 个设备的运维成本确定系统年 运行成本； 依据每个设备的采购成本确定系统总投资； 依据所述系统年收益、 所述系统年运行成本、 所述系统总投资 以及预设的贴现率构建 系统回报收益 率模型； 依据系统回报收益率模型、 所述负荷用电单元、 所述负荷用氢单元、 所述负荷用热单元 的约束条件以及系统约束 条件确定每个单元与模块的使用比例， 以使 所述系统的回报收益 率最大。 2.如权利要求1所述的基于氢能的可再生能源 网络运行确定方法， 其特征在于， 所述系 统年收益满足 公式： 其中， R表示系统年收益， x5E,t、 x5R,t以及x5H,t分别表示t时刻负荷用电单元、 负荷用热单 元以及负荷用氢单元的使用比例， QE5(t)、 QR5(t)以及QH5(t)分别表 示t时刻负荷用电、 负荷 用热以及负荷用氢的需求量， PE5(t)、 PR5(t)以及PH5(t)分别表示用电价格、 用热价格以及 用氢价格。 3.如权利要求1所述的基于氢能的可再生能源 网络运行确定方法， 其特征在于， 所述外 部购电模块包括弃电模块与外 部电网模块， 所述系统年 运行成本满足 公式： 其中， C表示系统年运行成本， x1,tx2,tx3,tx4,t分别表示t时刻弃电模块、 外部电网模块、 外购氢气模块以及氢气运输线模块的使用比例； C1、 C2、 C3、 C4分别表示弃电模块容量、 外部 电网模块传输容量、 最大购氢量以及最大氢气运输量， P1(t)、 PC2(t)、 P3以及P4分别表示t时 刻的弃电价格、 外部电网电价、 外购氢气价格以及氢气运输价格； O&Mi表示第i个设备的运 维成本， N表示设备 数量。 4.如权利要求1所述的基于氢能的可再生能源 网络运行确定方法， 其特征在于， 所述系 统总投资满足 公式： 其中， I表示系统总投资， Capi表示第i个设备的采购成本， N表示设备 数量。 5.如权利要求1所述的基于氢能的可再生能源 网络运行确定方法， 其特征在于， 所述系权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114331028 A 2统回报收益 率模型满足 公式： 其中， ROI为系统投资回报收益率， r为贴现率， Y表示负荷用电系 统整体的设计寿命， R 表示系统年收益， C表示系统年 运行成本， I表示系统总投资。 6.如权利要求1所述的基于氢能的可再生能源 网络运行确定方法， 其特征在于， 所述负 荷用电单元还包括光伏模块、 风电模块以及蓄电池模块， 所述负荷用热单元包括燃料电池 模块， 所述负荷用氢单元包括电解池模块、 气氢压缩机模块以及气氢储罐模块， 所述负荷用 电单元、 所述负荷用氢 单元、 所述负荷用热 单元的约束条件 满足公式： x1,t·C1+x2,t·C2+x6,t·C6+x7,t·C7+x9,t·C9+x11,t·Pow11＝x8,t·C8+x12,t·Pow12+x5E,t·QE5(t) x9,t·C9·ER9≤x5R,t·QR5(t) x4,t·C4＝x5H,t·QH5(t) x8,t·C8·E8(x8,t)＝x12,t·C12 x12,t·C12+x3,t·C3+x10,t＝x4,t·C4+x9,t·C9·EH9 其中， x1,tx2,tx3,tx4,t分别表示t时刻弃电模块、 外部电网模块、 外购氢气模块以及氢气 运输线模块的使用比例， x5E,t、 x5R,t以及x5H,t分别表示t时刻负荷用电单元、 负荷用热单元以 及负荷用氢单元的使用比例， x6,t、 x7,t、 x9,t以及x11,t分别表示t时刻光伏模块、 风电模块、 燃 料电池模块以及蓄电池模块的使用比例， C1、 C2、 C3、 C4分别表示弃电模块容量、 外部电网模 块传输容量、 最大购氢量以及最大氢气运输 量， C6、 C7、 C9以及Pow11表示光伏模块、 风电模块、 燃料电池模块以及蓄电池模块的额定发电功率， x8,t、 x12,t表示t时刻电解池模块、 气氢压缩 机模块的使用比例； C8、 Pow12表示电解池模块、 气氢压缩 机模块的额定耗电功率， QE5(t)、 QR5 (t)以及QH5(t)分别表示t时刻负荷用电、 负荷用热以及负荷用氢的需求量， E8(x8,t)表示t时 刻电解池模块的电解效率， C12表示气氢压缩机的额定气流量， x10,t表示t时刻气氢储 罐模块 释放/吸收氢气量， ER9表示燃料电池模块的氢热转换效率， EH9表示燃料电池模块的氢电转 换效率。 7.如权利要求1所述的基于氢能的可再生能源 网络运行确定方法， 其特征在于， 所述负 荷用电单元还包括光伏模块、 风电模块以及蓄电池模块， 所述负荷用热单元包括燃料电池 模块， 所述负荷用氢单元包括电解池模块、 气氢压缩机模块以及气氢储罐模块， 所述系统约 束条件满足公式： Short＜X5E＜1 Short＜X5R＜1 Short＜X5H＜1 X6·C6＜S6·E6·QR6 X7＜E7 L8＜X8＜1 ‑X10+Y10＜C10 x10,t‑y10,t+y10,t+1＝0 0＜Y10＜C10权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114331028 A 3