(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 202211157043.1 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 国网山东省电力公司电力科 学研究 院 地址 250003 山东省济南市 市中区望岳路 2000号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 刘洋　张世栋　李立生　刘明林　 于海东　李明洋　刘文彬　房牧　 张鹏平　孙勇　黄敏　张林利　 刘合金　苏国强　秦佳峰　王峰　 李帅　由新红　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 杨乐(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) H02J 3/46(2006.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种低碳制氢系统的协同优化模型创建方 法及装置 (57)摘要 本发明属于电力系统技术领域， 公开一种低 碳制氢系统的协同优化模型创建方法及装置， 所 述方法包括： 将目标低碳制氢系统中的各类发电 机组以及制氢装置进行区块划分， 得到多个区块 群组； 构建表征区块群组中的发电机组聚合行为 的连续变量， 并基于所述连续变量建立发电机组 模型； 其中， 所述连续变量表示所述区块群组的 在线容量和启停能力； 通过对电解制氢效率函数 进行分段线性化处理得到分段线性函数， 基于所 述分段线性函数建立电解制氢装置模 型； 基于所 述发电机组模型、 所述电解制氢装置模型、 成本 约束和附加约束， 建立低碳制氢系统的协同优化 模型。 解决了现有技术中协同优化模型创建困 难、 模型准确性较 差的问题。 权利要求书4页 说明书13页 附图3页 CN 115510642 A 2022.12.23 CN 115510642 A 1.一种低碳制氢系统的协同优化模型创建方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 将目标低碳制氢系统中的各类发电机组以及制氢装置进行区块划分， 得到多个区块群 组； 构建表征区块群组中的发电机组聚合行为的连续变量， 并基于所述连续变量建立发电 机组模型； 其中， 所述连续变量表示所述区块群组的在线容 量和启停能力； 通过对电解制氢效率函数进行分段线性化处理得到分段线性函数， 基于所述分段线性 函数建立电解制氢装置模型； 基于所述发电机组模型、 所述电解制氢装置模型、 成本约束和附加约束， 建立低 碳制氢 系统的协同优化模型。 2.根据权利要求1所述的低 碳制氢系统 的协同优化模型创建方法， 其特征在于， 所述构 建表征区块群组中的发电机组 聚合行为的连续变量， 并基于所述连续变量建立发电机组模 型， 具体包括： 引入表征区块群组中发电机组聚合行为的离 散变量； 对所述离散变量进行连续化处理获得连续变量， 表示区块群组中发电机组整体运行状 态； 基于所述连续变量建立发电机组模型。 3.根据权利要求2所述的低 碳制氢系统 的协同优化模型创建方法， 其特征在于， 所述引 入表征区块群组中发电机组聚合行为的离 散变量的步骤， 包括： 所述离 散变量的表达式为： 其中， 和 分别表示t时刻区块群组k的在线容量、 启动能力和停机能力， J 表示某一区块群组内的发电机组总数， Xt表示机组运行状态， St表示机组的启动行为， Ut表 示机组的停机行为， 表示该机组的铭牌 容量。 4.根据权利要求3所述的低 碳制氢系统 的协同优化模型创建方法， 其特征在于， 对所述 离散变量进行连续化处理获得连续变量， 表示区块群组中发电机组整体运行状态的步骤， 包括： 使用 三个连续变量近似表示所述离散变量时， 所述连续变量需满足以 下约束条件： 其中， 表示区块群组k的总容量， 分别表示t时刻区块群组k的在线容 量、 启动能力和停机能力。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115510642 A 25.根据权利要求1所述的低 碳制氢系统 的协同优化模型创建方法， 其特征在于， 所述通 过对电解制氢效率函数进行分段线性化处理得到分段线性函数的步骤， 包括： 当区块群组 中多个电解制氢装置处于同步 运行模式时， 所述分段线性 函数的表达式为： xh,t,1＝xh,t,2＝…＝xh,t,J 其中， xh,t,n为作为线性 化权重因素的权 重变量， n 为1,2……， J。 6.根据权利要求1所述的低 碳制氢系统 的协同优化模型创建方法， 其特征在于， 所述通 过对电解制氢效率函数进行分段线性化处理得到分段线性函数的步骤， 还包括， 当区块群 组中多个电解制氢装置处于异步 运行模式时， 所述分段线性 函数的表达式为： 其中， xH,t,j、 xh,t,j+1是作为线性化加权因子的特殊有序集变量， h表示第h个有续集变 量， H表示有续集变量的总数， bint,j+1表示t时刻区块群组内第j+1个电解制氢装 置的开关状 态。 7.根据权利要求6所述的低 碳制氢系统 的协同优化模型创建方法， 其特征在于， 当区块 群组中多个电解制氢装置处于异步运行模式时， 所述分段线性函数的表达 式中， xh,t,j需满 足的约束条件 包括： xh,t,j≥0 xh,t,j+xh‑1,t,j≥0不能连续成立 其中， 和 分别表示第h个点的效率和负荷， Pw,t,j和Ps,t,j分别表示区块群组内t时刻 输入第j个电解装置的弃风量和弃光量， ηsys,t,j表示区块群组内第j个电解制氢装置在t时 刻的制氢效率， ECcap表示电解装 置的容量， xh,t,j是作为线性化加权因子的特殊有序集变 量， bint,j表示t时刻区块群组内第j个电解制氢装置的开关状态,J表示电解装置总数。 8.根据权利要求1 ‑7任一项所述的低碳制氢系统的协同优化模型创建方法， 其特征在 于， 所述协同优化模型的目标函数为： min Cf+Cv+Ch 其中， Cf表示第区块群组k内机组的日常运行维护成本； Cv表示机组的燃料成本和启停 成本， Ch表示制氢成本 。 9.根据权利要求8所述的低 碳制氢系统 的协同优化模型创建方法， 其特征在于， 所述 区 块群组k内机组的日常运行维护成本的表达式为： 式中， 和 分别表示区块群组k内各类热力机组、 风电机组以及光伏机组的运权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115510642 A 3