一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法及系统

1.本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法及系统。


背景技术：

2.传统化石能源的枯竭和环境污染的加剧一直是一个棘手的全球问题。为推进能源转型，构建超高比例的可再生能源发电的低碳能源体系。由于可再生能源的随机性和间歇性，维持电力系统的电力平衡，储能作为能源转型的主要支撑，如电池储能系统，许多省份已强制要求新能源场站侧安装电储能。尽管如此，由于地理和气候的限制，电储能系统利用率低，无法同时实现季节性和日内调峰，大规模的可再生能源消纳无法得到保证。因而，除了解决日内调峰的短期储能外，随着新能源发电比例不断增加，长时储能也变得不可或缺。鉴于高比例新能源场站在多个时间尺度上的供需不同步，设计一种新的运营模式以满足日内和季节性调峰的需要，并制定有效的能源运行策略以提高新能源场站的利用率和系统的经济性。
3.混合储能系统通过储能特性互补以满足多场景需求。目前，电储能通常适用于日内调峰，因为其充电和放电效率很高。氢储能应对季节性调峰，因为其储能容量大和自损耗效率低。氢能作为零碳高密度能源载体、灵活的能源转换和广泛的生产来源的能源形式之一，发挥着重要的作用。因此，电-氢混合储能系统是满足日内和季节性调峰的最佳选择。
4.由于储能的特性和工作场景的不同，混合储能运行策略比较复杂。目前的研究主要根据应对的场景，储能单独工作解决，各储能工作区间亦相对独立。这导致氢储能作为季节性储能工作次数较少，电储能调峰压力大，为提高储能利用率，考虑储能间的能量交互的能量管理策略。同时，为降低调度复杂度，根据系统的供需关系寻求一个合理的状态转换限制以及储能的工作区间划分。


技术实现要素：

5.本发明提供一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法及系统，实现系统日内调峰和季节性调峰多场景需求，并考虑储能间的能量交互，以避免系统消纳水平低和储能利用率低的缺陷。
6.本发明提供一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，包括：
7.获取新能源场站电储能和氢储能数据；
8.根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；
9.对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。
10.根据本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季
节性调峰，具体包括：
11.根据各储能的物理特性，电储能应对日内调峰调峰，氢储能应对季节性调峰需求；
12.基于储能的应对场景，电储能通过充电和放电实现日内调峰，氢储能系统通过存储或释放氢气使电能跨季节转移实现季节性调峰；
13.其中，所述氢储能系统包括电解槽、燃料电池以及储氢罐，电解槽电解水制氢，储氢罐吸收氢气，燃料电池燃烧氢气发电，储氢罐释放氢气。
14.根据本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，对所述多时间尺度运行模型进行优化，生成最优调度策略，具体包括：
15.基于系统供需关系，对氢储能状态进行转换限制并工作区间的优化模型降低调度复杂度；
16.基于储能的工作区间，提出不同储能类型间的能量交互能量管理策略以提高储能利用率。
17.根据本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型，还包括：
18.建立电储能模型、电解槽运行模型、燃料电池运行模型；
19.基于电解槽和燃料电池的模型，建立储氢罐的日内存储模型；
20.基于日内存储模型，建立储氢罐的日间存储模型、季节存储模型和季节存储模型。
21.根据本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，对所述多时间尺度运行模型进行优化，还包括：
22.对建立的多个模型进行储能工作状态的约束，包括：充放电功率约束、充放电状态约束、荷电状态约束以及储能调度周期始末状态约束。
23.根据本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，所述基于系统供需关系，对氢储能状态进行转换限制并工作区间的优化模型降低调度复杂度，具体包括：
24.根据氢储能年调度周期运行次数少，限制氢储能状态转换降低调度复杂度；
25.基于状态转换次数限制，设计氢储能的最佳状态转换区间模型，以区间缺额或冗余能量最大为目标，实现能量利用率最大的转换限制。
26.根据本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，所述基于储能的工作区间，提出不同储能类型间的能量交互能量管理策略以提高储能利用率，具体包括：
27.通过扩大氢储能的工作区间，实现电储能和氢储能工作区间的重叠；
28.基于工作区间的重叠，实现在当前区间储能间共同工作，加强储能之间的能量互动。
29.本发明还提供一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行系统，所述系统包括：
30.数据获取模块，用于获取新能源场站电储能和氢储能数据；
31.模型建立模块，用于根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；
32.优化模块，用于对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理
33.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理
器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法。
34.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法。
35.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法。
36.本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法及系统，通过新能源场站通过电-氢混合储能系统将电能转为氢能再转为电能实现能量的日内和跨季节的多时间尺度能量转移；通过耦合系统，设计氢储能状态转换限制及其工作区间的优化模型以降低调度复杂度；提出不同储能类型间能量交互能量管理策略。本发明利用该储能系统将电能存储和氢能存储系统结合起来，实现系统日内调峰和季节性调峰多场景需求，并考虑储能间的能量交互，以避免系统消纳水平低和储能利用率低的缺陷。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法的流程示意图之一；
39.图2是本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法的流程示意图之二；
40.图3是本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法的流程示意图之三；
41.图4是本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行系统的模块连接示意图；
42.图5是本发明提供的考虑储能间能量交互的能量管理策略的分区工作图；
43.图6是本发明提供的氢储能状态转换限制及其工作区间的优化模型的流程图；
44.图7是本发明提供的电子设备的结构示意图。
45.附图标记：
46.110：数据获取模块；120：模型建立模块；130：优化模块；
47.710：处理器；720：通信接口；730：存储器；740：通信总线。
具体实施方式
48.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.下面结合图1-图3描述本发明的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，包
括：
50.s100、获取新能源场站电储能和氢储能数据；
51.s200、根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；
52.s300、对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。
53.本发明实施例提供的电-氢耦合系统由电储能、燃料电池、储氢罐和电解槽组成，在考虑了满足多场景需求的基础上，还考虑储能间能量交互以及氢储能状态转换限制及其工作区间的优化，使得系统消纳水平进一步提高。
54.发明实施例提供的电-氢耦合系统多时间尺度优化运行策略，旨在通过储能特性互补和储能间的能量交互，同时满足日内调峰和季节性调峰需求，并提高储能的利用率，从而便于能量的跨季节转移，实现新能源场站消纳水平的最大化提高系统的经济性。
55.本发明实施例提供的优化运行策略，基于以下假设得到：
56.储能的工作效率为恒定常数；储能的自损耗率为零。
57.根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰，具体包括：
58.s101、根据各储能的物理特性，电储能应对日内调峰调峰，氢储能应对季节性调峰需求；
59.s102、基于储能的应对场景，电储能通过充电和放电实现日内调峰，氢储能系统通过存储或释放氢气使电能跨季节转移实现季节性调峰；
60.s103、其中，所述氢储能系统包括电解槽、燃料电池以及储氢罐，电解槽电解水制氢，储氢罐吸收氢气，燃料电池燃烧氢气发电，储氢罐释放氢气。
61.具体地，根据各系统的功能差异，将系统分为能量输入、能量转换、能量存储、能量输出四个部分，以满足负荷侧的电力需求；
62.其中，能量输入部分包括风力机、能量转换部分包括电解槽和燃料电池、能量存储部分包括储氢罐与电化学储能、能量输出部分包括电负荷；
63.根据各储能的物理特性，电储能应对日内调峰调峰，氢储能应对季节性调峰需求。
64.基于储能的日内调峰场景，电储能可以通过充电和放电实现日内调峰。
65.基于储能的季节性调峰场景，氢储能系统通过存储或释放氢气使电能跨季节转移从而实现季节性调峰；
66.其中，氢储能系统包括电解槽、燃料电池以及储氢罐，电解槽电解水制氢，储氢罐吸收氢气；燃料电池燃烧氢气发电，储氢罐释放氢气。
67.对所述多时间尺度运行模型进行优化，生成最优调度策略，具体包括：
68.s201、基于系统供需关系，对氢储能状态进行转换限制并工作区间的优化模型降低调度复杂度；
69.s202、基于储能的工作区间，提出不同储能类型间的能量交互能量管理策略以提高储能利用率。
70.基于分层时间离散化方法，建立各储能系统的运行模型；
71.其中，根据短时储能电储能的运营模式，电储能模型能量存储过程为：
[0072][0073]
基于电储能能量存储，荷电状态可表示为：
[0074][0075]
其中，表示电储能的储能容量；分别表示电储能的充\放电功率；表示电储能的荷电状态；
[0076]
根据季节性储能氢储能的运营模式，对氢储能各部分进行模型建立：
[0077]
其中，电解槽的运行模型为：
[0078][0079]
燃料电池的运行模型为：
[0080][0081]
基于电解槽和燃料电池的模型，储氢罐的日内存储模型：
[0082][0083]
基于日内存储模型，储氢罐的日间存储模型：
[0084][0085]
基于日间存储模型，储氢罐的季节存储模型：
[0086][0087]
基于季节存储模型，储氢罐的年存储模型：
[0088][0089]
基于储能物理特性，约束储能工作状况以保证系统正常且可持续运行，主要由充放电功率约束、充放电状态约束、荷电状态约束以及储能调度周期始末状态约束；
[0090]
其中，针对充放电功率约束，由于电力系统的调度需要电储能进行4-6小时的连续充电和放电，本文将电储能的连续充放电时间定为6h：
[0091][0092]
季节性调度的氢储能需要按月安排机组维护，本文将氢储能的连续充放电时间定为720h：
[0093]
[0094]
基于氢储能充放电功率约束，设计电解槽的爬坡功率以减少电解液工作状态的转换，并保持高的运行效率：
[0095][0096]
针对充放电状态约束，要求储能系统同时进行充放电：
[0097][0098][0099]
针对荷电状态约束，以确保储能存储能量不超过自身最大存储量：
[0100][0101][0102]
针对调度周期内始末状态约束，以确保系统能可持续运行；
[0103]
其中，电储能作为日内储能要求日内始末状态相同：
[0104][0105]
氢储能作为季节性储能要求全年始末状态相同：
[0106][0107]
其中表示电储能的充电和放电状态的变量，它们是布尔变量；表示电解槽和燃料电池的工作状态的变量，它们是布尔变量。
[0108]
基于电-氢耦合系统多时间尺度优化运行策略，所述电-氢耦合系统多时间尺度优化运行模型的优化，包括：
[0109]
建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数；
[0110]
min s＝c
work
+c
pns
[0111]
其中，年运行成本主要由储能损失电能体现，包括电储能和氢储能的运行成本：
[0112][0113]
基于惩罚成本，包括弃风和失负荷惩罚：
[0114]
[0115]
同时，电-氢耦合系统电力需要实时的电能平衡，以确保系统的运行保持合理：
[0116][0117]
运行策略包括在各种情况下对储能的调度，因此涉及到几个条件语句，这些语句又必须被线性化以获得更好的最优解。线性约束可以使用逻辑变量适用于不同的情况：
[0118][0119][0120]
其中，a和b都是布尔变量；m是一个无限大的数字；
[0121]
进一步地，电力系统计算分析软件matlab以及混合整数线性规划求解软件cplex、gurobi，可在所述软件上运行计算机程序，所述软件执行所述计算机程序时实现电-氢耦合系统多时间尺度优化运行策略。
[0122]
下面结合图5对本发明提供的考虑储能间能量交互的能量管理策略的分区工作图进行描述，。
[0123]
具体地，策略通过扩大氢储能的工作区间，达到电储能和氢储能工作区间的重叠；
[0124]
基于工作区间的重叠，实现在此区间储能间共同工作，从而加强储能之间的能量互动，提高氢储能利用率。
[0125]
基于新的能量管理策略，以电储能的荷电状态为参照，设计具体的能量管理策略：
[0126]
当时：氢储能和电储能一起工作。各储能都可以同时供应或吸收能量，或者氢储能可以向电储能充电或吸收电储能释放的能量；
[0127]
当时：如果系统需要储能来吸收能量，那么电储能就能发挥作用，反之，氢储能就能发挥作用；
[0128]
当时：如果系统需要储能来提供能量，那么电储能就能发挥作用，反之，氢储能就能发挥作用；
[0129]
图6示例的实施例氢储能状态转换限制及其工作区间的优化模型的流程图，如图6所示；
[0130]
具体地，根据储能运营模型，氢储能年调度周期中运行次数较少；
[0131]
基于氢储能运行次数，限制氢储能状态转换以降低调度复杂度，基于状态转换次数限制，新能源发电技术的不确定性导致各种典型的日常工作状态间隔无法确定；
[0132]
为了确保氢储能最大限度地吸收或供应能量，设计氢储能的最佳状态转换区间模型，考虑了以t
i,j
最大为目标的转换限制。
[0133]
根据优化模型，设定最大状态转换次数为三次；
[0134]
根据最大状态转换次数，将一天分成三个区间，分别计算每个区间的系统能量之和；
[0135]
基于系统能量之和pm，总值为负数的分区取负，以方便求解最大系统缺额或冗余
能量的区间；
[0136]
通过循环遍历所有区间分类情况来寻求最大系统能量t
i,j
总和；
[0137]
其中，i、j代表优化分区位置。
[0138]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，可在软件上运行计算机程序，所述软件执行所述计算机程序时实现电-氢耦合系统多时间尺度优化运行策略。
[0139]
参考图4，本发明还公开了一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行系统，所述系统包括：
[0140]
数据获取模块110，用于获取新能源场站电储能和氢储能数据；
[0141]
模型建立模块120，用于根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；
[0142]
优化模块130，用于对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。
[0143]
其中，模型建立模块，根据各储能的物理特性，电储能应对日内调峰调峰，氢储能应对季节性调峰需求；
[0144]
基于储能的应对场景，电储能通过充电和放电实现日内调峰，氢储能系统通过存储或释放氢气使电能跨季节转移实现季节性调峰；
[0145]
其中，所述氢储能系统包括电解槽、燃料电池以及储氢罐，电解槽电解水制氢，储氢罐吸收氢气，燃料电池燃烧氢气发电，储氢罐释放氢气。
[0146]
优化模块，基于系统供需关系，对氢储能状态进行转换限制并工作区间的优化模型降低调度复杂度；
[0147]
基于储能的工作区间，提出不同储能类型间的能量交互能量管理策略以提高储能利用率。
[0148]
基于系统供需关系，对氢储能状态进行转换限制并工作区间的优化模型降低调度复杂度，具体包括：
[0149]
根据氢储能年调度周期运行次数少，限制氢储能状态转换降低调度复杂度；
[0150]
基于状态转换次数限制，设计氢储能的最佳状态转换区间模型，以区间缺额或冗余能量最大为目标，实现能量利用率最大的转换限制。
[0151]
基于储能的工作区间，提出不同储能类型间的能量交互能量管理策略以提高储能利用率，具体包括：
[0152]
通过扩大氢储能的工作区间，实现电储能和氢储能工作区间的重叠；
[0153]
基于工作区间的重叠，实现在当前区间储能间共同工作，加强储能之间的能量互动。
[0154]
本发明提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行系统，通过新能源场站通过电-氢混合储能系统将电能转为氢能再转为电能实现能量的日内和跨季节的多时间尺度能量转移；通过耦合系统，设计氢储能状态转换限制及其工作区间的优化模型以降低调度复杂度；提出不同储能类型间能量交互能量管理策略。本发明利用该储能系统将电能存储和
氢能存储系统结合起来，实现系统日内调峰和季节性调峰多场景需求，并考虑储能间的能量交互，以避免系统消纳水平低和储能利用率低的缺陷。
[0155]
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(communications interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，该方法包括：获取新能源场站电储能和氢储能数据；
[0156]
根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；
[0157]
对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。
[0158]
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0159]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，该方法包括：获取新能源场站电储能和氢储能数据；
[0160]
根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；
[0161]
对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。
[0162]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，该方法包括：获取新能源场站电储能和氢储能数据；
[0163]
根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；
[0164]
对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。
[0165]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0166]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0167]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，其特征在于，包括：获取新能源场站电储能和氢储能数据；根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。2.根据权利要求1所述的电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，其特征在于，根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰，具体包括：根据各储能的物理特性，电储能应对日内调峰调峰，氢储能应对季节性调峰需求；基于储能的应对场景，电储能通过充电和放电实现日内调峰，氢储能系统通过存储或释放氢气使电能跨季节转移实现季节性调峰；其中，所述氢储能系统包括电解槽、燃料电池以及储氢罐，电解槽电解水制氢，储氢罐吸收氢气，燃料电池燃烧氢气发电，储氢罐释放氢气。3.根据权利要求1所述的电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，其特征在于，对所述多时间尺度运行模型进行优化，生成最优调度策略，具体包括：基于系统供需关系，对氢储能状态进行转换限制并工作区间的优化模型降低调度复杂度；基于储能的工作区间，提出不同储能类型间的能量交互能量管理策略以提高储能利用率。4.根据权利要求1所述的电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，其特征在于，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型，还包括：建立电储能模型、电解槽运行模型、燃料电池运行模型；基于电解槽和燃料电池的模型，建立储氢罐的日内存储模型；基于日内存储模型，建立储氢罐的日间存储模型、季节存储模型和季节存储模型。5.根据权利要求1所述的电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，其特征在于，对所述多时间尺度运行模型进行优化，还包括：对建立的多个模型进行储能工作状态的约束，包括：充放电功率约束、充放电状态约束、荷电状态约束以及储能调度周期始末状态约束。6.根据权利要求3所述的电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，其特征在于，所述基于系统供需关系，对氢储能状态进行转换限制并工作区间的优化模型降低调度复杂度，具体包括：根据氢储能年调度周期运行次数少，限制氢储能状态转换降低调度复杂度；基于状态转换次数限制，设计氢储能的最佳状态转换区间模型，以区间缺额或冗余能量最大为目标，实现能量利用率最大的转换限制。7.根据权利要求3所述的电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法，其特征在于，所述基于储能的工作区间，提出不同储能类型间的能量交互能量管理策略以提高储能利用率，具体包括：通过扩大氢储能的工作区间，实现电储能和氢储能工作区间的重叠；
基于工作区间的重叠，实现在当前区间储能间共同工作，加强储能之间的能量互动。8.一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行系统，其特征在于，所述系统包括：数据获取模块，用于获取新能源场站电储能和氢储能数据；模型建立模块，用于根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；优化模块，用于对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法。

技术总结
本发明提供一种电氢耦合系统多时间尺度优化运行方法及系统，包括：获取新能源场站电储能和氢储能数据；根据所述电储能和氢储能数据特性，建立电氢耦合系统混合储能的多时间尺度运行模型进行日内调峰和季节性调峰；对所述多时间尺度运行模型进行优化，建立考虑系统年运行成本以及惩罚成本最小的目标函数，生成最优调度策略，进行电氢耦合系统混合储能的优化运行管理。本发明实现系统日内调峰和季节性调峰多场景需求，并考虑储能间的能量交互，以避免系统消纳水平低和储能利用率低的缺陷。免系统消纳水平低和储能利用率低的缺陷。免系统消纳水平低和储能利用率低的缺陷。


技术研发人员：陈来军 梅生伟 李笑竹 司杨
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/14