本發(fā)明涉及新能源制氫，并且更具體地，涉及一種新能源制氫電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、氫能作為新型能源體系的重要一環(huán)，發(fā)揮氫能調(diào)節(jié)周期長(zhǎng)、儲(chǔ)能容量大的優(yōu)勢(shì)，開展氫儲(chǔ)能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場(chǎng)景的示范，探索培育“風(fēng)光發(fā)電+氫儲(chǔ)能”一體化應(yīng)用新模式，逐步形成抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等多種儲(chǔ)能技術(shù)相互融合的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能體系。

2、氫儲(chǔ)能在電源側(cè)的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在減少棄電、平抑波動(dòng)和跟蹤出力等方面，在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰容量和緩解輸變線路阻塞等方面，在負(fù)荷側(cè)的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在參與電力需求響應(yīng)、實(shí)現(xiàn)電價(jià)差額套利以及作為應(yīng)急備用電源等方面。

3、在新能源消納方面，由于光伏、風(fēng)力等新能源出力具有天然的波動(dòng)性，棄光、棄風(fēng)問題一直存在于電力系統(tǒng)中。利用廣義氫儲(chǔ)能將無法并網(wǎng)的電能就地轉(zhuǎn)化為綠氫，不僅可以解決新能源消納問題，也可為當(dāng)?shù)毓I(yè)、交通和建筑等領(lǐng)域提供清潔廉價(jià)的氫能，延長(zhǎng)綠色產(chǎn)業(yè)鏈條。

4、目前氫能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用方面，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)、高校和企業(yè)對(duì)電氫耦合關(guān)鍵技術(shù)的基本原理、技術(shù)特征等基礎(chǔ)問題開展了較多研究，但關(guān)注點(diǎn)多集中在電解水制氫本體以及氫儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，在電力系統(tǒng)應(yīng)用方面從仿真模型、控制策略等角度開展了一些初步分析。但是從為實(shí)現(xiàn)新能源消納和電力調(diào)峰目標(biāo)的角度對(duì)電解槽裝機(jī)需求的研究還沒有開展，尚未見公開發(fā)表的電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)方法，此領(lǐng)域技術(shù)尚屬空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種新能源制氫電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)方法及裝置。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種新能源制氫電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)方法，包括：

3、確定待測(cè)電網(wǎng)的目標(biāo)年份的新能源裝機(jī)規(guī)劃，并根據(jù)裝機(jī)規(guī)劃確定不同新能源出力組成場(chǎng)景下的新能源場(chǎng)站目標(biāo)年份的出力曲線；

4、根據(jù)預(yù)先構(gòu)建的電力電量平衡分析數(shù)據(jù)模型以及出力曲線對(duì)待測(cè)電網(wǎng)進(jìn)行電力電量分析，確定待測(cè)電網(wǎng)的調(diào)峰需求以及新能源消納需求；

5、根據(jù)預(yù)先構(gòu)建的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定仿真分析數(shù)據(jù)模型進(jìn)行電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析，確定待測(cè)電網(wǎng)的新能源接納極限出力以及穩(wěn)定約束下新能源出力調(diào)整量累計(jì)值；

6、根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰需求、新能源消納需求以及新能源出力調(diào)整量累計(jì)值，確定待測(cè)電網(wǎng)多重約束下的新能源制氫電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)值。

7、可選地，新能源裝機(jī)規(guī)劃包括：風(fēng)電和光伏的電站選址、電站總裝機(jī)規(guī)模、單機(jī)容量、規(guī)劃并網(wǎng)點(diǎn)、風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估數(shù)據(jù)、光伏電站太陽能資源評(píng)估數(shù)據(jù)。

8、可選地，根據(jù)裝機(jī)規(guī)劃確定不同新能源出力組成場(chǎng)景下的新能源場(chǎng)站目標(biāo)年份的出力曲線，包括：

9、依據(jù)裝機(jī)規(guī)劃，根據(jù)風(fēng)電高出力、風(fēng)電低出力、風(fēng)電零出力和光伏高出力、光伏低出力、光伏零出力形成不同的新能源出力組合場(chǎng)景；

10、預(yù)測(cè)不同新能源出力組合場(chǎng)景下新能源場(chǎng)站全年8760h的出力曲線。

11、可選地，根據(jù)預(yù)先構(gòu)建的電力電量平衡分析數(shù)據(jù)模型以及出力曲線對(duì)待測(cè)電網(wǎng)進(jìn)行電力電量分析，確定待測(cè)電網(wǎng)的調(diào)峰需求以及新能源消納需求，包括：

12、步驟1：在電力電量平衡分析數(shù)據(jù)模型輸入出力曲線調(diào)整不同場(chǎng)景下電力系統(tǒng)電力電量平衡分析中的新能源出力數(shù)據(jù)；

13、步驟2：結(jié)合待測(cè)電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)和負(fù)荷特性，考慮系統(tǒng)備用率、煤電受阻率、目標(biāo)年來水及各水庫容量和水頭情況，開展待測(cè)電網(wǎng)目標(biāo)年電力電量平衡生產(chǎn)模擬，確定待測(cè)電網(wǎng)電源出力多場(chǎng)景下的電力電量平衡分析結(jié)果，其中電力電量平衡分析結(jié)果包括：電力平衡盈余情況和電量平衡盈余情況；

14、步驟3：對(duì)電力電量平衡分析結(jié)果進(jìn)行判定，若系統(tǒng)存在新能源電力盈余或電量盈余情況則記錄電力電量平衡需求下待測(cè)電網(wǎng)的電力盈余pb1_res及電量盈余qb1_res、電力缺額pb2_res及電量缺額qb2_res，并輸出電網(wǎng)調(diào)峰需求；

15、步驟4：計(jì)算新能源消納率μ，在新能源消納率小于規(guī)定目標(biāo)值情況下，輸出新能源消納需求，其中新能源消納率μ的計(jì)算公式為：

16、μ＝q用電_res/q裝機(jī)_res

17、式中，q用電_res和q裝機(jī)_res分別表示新能源實(shí)際發(fā)電量和理論發(fā)電量。

18、可選地，根據(jù)預(yù)先構(gòu)建的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定仿真分析數(shù)據(jù)模型進(jìn)行電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析，確定待測(cè)電網(wǎng)的新能源接納極限出力以及穩(wěn)定約束下新能源出力調(diào)整量累計(jì)值，包括：

19、步驟1：在待測(cè)電網(wǎng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定仿真分析數(shù)據(jù)模型中，根據(jù)電力電量平衡情況，建立或修正不同新能源出力場(chǎng)景下電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定仿真分析中數(shù)據(jù)模型；

20、步驟2：基于修正后的電力系統(tǒng)仿真分析數(shù)據(jù)模型開展待測(cè)電網(wǎng)目標(biāo)年份的安全穩(wěn)定分析，確定安全穩(wěn)定分析結(jié)果，其中安全穩(wěn)定分析包括：無功電壓、短路電流、靜態(tài)安全、靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定分析；

21、步驟3：對(duì)安全穩(wěn)定分析結(jié)果進(jìn)行判定，若待測(cè)電網(wǎng)存在失穩(wěn)情況，判斷導(dǎo)致待測(cè)電網(wǎng)失穩(wěn)的原因是否在于新能源出力占比不合理，若是則轉(zhuǎn)入步驟4，否則轉(zhuǎn)入步驟5；若電網(wǎng)穩(wěn)定，則轉(zhuǎn)入步驟6；

22、步驟4：轉(zhuǎn)入步驟1調(diào)整電網(wǎng)新能源出力占比，并記錄其新能源出力調(diào)整量累計(jì)值δpres；

23、步驟5：修正電網(wǎng)運(yùn)行方式或調(diào)整電網(wǎng)中導(dǎo)致失穩(wěn)的元件仿真分析相關(guān)模型參數(shù)，形成新的仿真分析數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)入步驟1；

24、步驟6：記錄并輸出滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行要求的新能源出力值、新能源出力占比以及新能源出力調(diào)整量的累計(jì)值δpres；

25、步驟7：若δpres>0，則重新確定電力電量平衡情況。

26、可選地，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰需求、新能源消納需求以及新能源出力調(diào)整量累計(jì)值，確定待測(cè)電網(wǎng)多重約束下的新能源制氫電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)值，包括：

27、步驟1：在電力電量平衡情況中待測(cè)電網(wǎng)沒有電力或電量盈余或缺額，則輸出電解槽需求pet＝0，若存在盈余則轉(zhuǎn)入步驟2，若存在缺額則轉(zhuǎn)入步驟3；

28、步驟2：根據(jù)電力盈余pb1_res或者電量盈余qb1_res計(jì)算盈余條件下的電解槽功率需求的最小值pet1_q和最大值pet1_p，其計(jì)算公式為：

29、pet1_q＝(μ0q裝機(jī)_res-qb1_res)/t氫

30、pet1_p＝pb1_res

31、式中，μ0表示新能源消納目標(biāo)，t氫表示新能源制氫年運(yùn)行小時(shí)數(shù)；

32、步驟3：根據(jù)電力缺額pb2_res或者電量缺額qb2_res計(jì)算電力缺額條件下的電網(wǎng)下調(diào)峰對(duì)電解槽功率需求的最小值pet2_q和最大值pet2_p，其計(jì)算公式為：

33、pet2_q＝qb2_res/t氫

34、pet2_p＝pb2_res

35、步驟4：根據(jù)新能源安全穩(wěn)定極限出力以及新能源出力調(diào)整量累計(jì)值δpres，計(jì)算新能源穩(wěn)定極限對(duì)電解槽功率需求值pet3，其計(jì)算公式為：

36、pet3＝δpres

37、步驟5：根據(jù)步驟1、步驟2和步驟3計(jì)算所得的電解槽功率需求值，計(jì)算滿足消納、調(diào)峰和穩(wěn)定多重約束的電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)值pet的取值范圍，計(jì)算公式為：

38、pet≥min(pet1_q,pet2_q,pet3)

39、

40、式中，ph2表示并網(wǎng)的電解水制氫裝置可調(diào)容量；

41、步驟6：取電解槽功率需求值pet3和電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)值pet的最大值作為新能源制氫電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)值。

42、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種新能源制氫電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)裝置，包括：

43、第一確定模塊，用于確定待測(cè)電網(wǎng)的目標(biāo)年份的新能源裝機(jī)規(guī)劃，并根據(jù)裝機(jī)規(guī)劃確定不同新能源出力組成場(chǎng)景下的新能源場(chǎng)站目標(biāo)年份的出力曲線；

44、第二確定模塊，用于根據(jù)預(yù)先構(gòu)建的電力電量平衡分析數(shù)據(jù)模型以及出力曲線對(duì)待測(cè)電網(wǎng)進(jìn)行電力電量分析，確定待測(cè)電網(wǎng)的調(diào)峰需求以及新能源消納需求；

45、第三確定模塊，用于根據(jù)預(yù)先構(gòu)建的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定仿真分析數(shù)據(jù)模型進(jìn)行電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析，確定待測(cè)電網(wǎng)的新能源接納極限出力以及穩(wěn)定約束下新能源出力調(diào)整量累計(jì)值；

46、第四確定模塊，用于根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰需求、新能源消納需求以及新能源出力調(diào)整量累計(jì)值，確定待測(cè)電網(wǎng)多重約束下的新能源制氫電解槽裝機(jī)需求預(yù)測(cè)值。

47、根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序用于執(zhí)行本發(fā)明上述任一方面所述的方法。

48、根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：處理器；用于存儲(chǔ)所述處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器；所述處理器，用于從所述存儲(chǔ)器中讀取所述可執(zhí)行指令，并執(zhí)行所述指令以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述任一方面所述的方法。

49、從而，本發(fā)明兼顧實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中必須考慮的安全穩(wěn)定、新能源消納、電力電量平衡等條件，并最終基于新能源制氫設(shè)備的調(diào)節(jié)性能和可調(diào)容量合理確定了滿足穩(wěn)定、調(diào)峰及消納多重要求的電解槽裝機(jī)需求。