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龍圖騰網(wǎng)獲悉國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院申請的專利考慮多類型電解槽差異化的電熱氫系統(tǒng)優(yōu)化方法及系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN117153278B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-05發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號(hào)為：202310921900.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G16C20/10；該發(fā)明授權(quán)考慮多類型電解槽差異化的電熱氫系統(tǒng)優(yōu)化方法及系統(tǒng)是由張雪松;趙波;林達(dá);倪籌帷;葛曉慧;唐雅潔;龔迪陽;馬瑜涵;章雷其;李志浩;汪湘晉;陳哲設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-07-25向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本考慮多類型電解槽差異化的電熱氫系統(tǒng)優(yōu)化方法及系統(tǒng)在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種考慮多類型電解槽差異化的電熱氫系統(tǒng)優(yōu)化方法及系統(tǒng)。本發(fā)明采用的電熱氫系統(tǒng)優(yōu)化方法，包括：首先，分析不同類型電解槽在產(chǎn)出效率、靈活性和經(jīng)濟(jì)性方面的差異化特征，并建立多類型的統(tǒng)一通用數(shù)學(xué)模型；其次，建立電熱氫系統(tǒng)模型，確定電熱氫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)；然后，考慮不同種類電解槽差異化特征，建立以電熱氫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和可靠性為優(yōu)化目標(biāo)的雙層優(yōu)化設(shè)計(jì)模型；最后，結(jié)合粒子群算法和分支定界法求解雙層優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。本發(fā)明能夠綜合利用多類型電解槽的差異化特征，設(shè)計(jì)出更能靈活消納具有強(qiáng)波動(dòng)性的風(fēng)光出力的分布式電熱氫系統(tǒng)容量配置方案，并綜合提升分布式電熱氫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和可靠性。

本發(fā)明授權(quán)考慮多類型電解槽差異化的電熱氫系統(tǒng)優(yōu)化方法及系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.考慮多類型電解槽差異化的電熱氫系統(tǒng)優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟： 1）分析不同類型電解槽在產(chǎn)出效率、靈活性和經(jīng)濟(jì)性方面的差異化特征，并建立堿性電解槽、質(zhì)子交換膜電解槽和固體氧化物電解槽的統(tǒng)一通用數(shù)學(xué)模型，包括啟停模型、產(chǎn)出模型和溫度模型； 2）建立電熱氫系統(tǒng)模型，確定電熱氫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)； 3）考慮不同種類電解槽差異化特征，建立以電熱氫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和可靠性為優(yōu)化目標(biāo)的雙層優(yōu)化設(shè)計(jì)模型； 上層設(shè)備容量設(shè)計(jì)模型的目標(biāo)函數(shù)為日凈收益最大，日凈收益等于下層系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型所得的日運(yùn)行收益減去系統(tǒng)投資成本，通過設(shè)計(jì)電熱氫系統(tǒng)各種設(shè)備的容量，使得系統(tǒng)在安全可靠運(yùn)行的前提下，日凈收益最大； 下層系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型的目標(biāo)函數(shù)以系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和環(huán)保性為目標(biāo)，其中：在經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)中考慮設(shè)備啟停費(fèi)用、購電費(fèi)用和售氫收益和售熱收益，在環(huán)保性目標(biāo)中考慮碳排放懲罰成本和棄風(fēng)棄光懲罰成本，在可靠性目標(biāo)考慮未滿足負(fù)荷的懲罰成本； 4）結(jié)合粒子群算法和分支定界法求解雙層優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，采用粒子群優(yōu)化算法求解上層設(shè)備容量設(shè)計(jì)模型，采用分支定界法求解下層系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型； 所述步驟1），所述的統(tǒng)一通用數(shù)學(xué)模型如下： 下述中所有符號(hào)的上標(biāo)M代表不同的電解槽，M{A,P,S}，其中，A代表堿性電解槽，P代表質(zhì)子交換膜電解槽，S代表固體氧化物電解槽；下標(biāo)k為電解槽編號(hào)；下標(biāo)t表示單位運(yùn)行時(shí)段，T為運(yùn)行總時(shí)段，其中1≤t≤T； 啟停模型： （1） （2） （3） （4） （5） 其中，表示電解槽的開關(guān)狀態(tài)，為0或1；表示電解槽的開始啟動(dòng)動(dòng)作，表示電解槽的開始關(guān)停動(dòng)作；表示啟動(dòng)時(shí)延；表示t-1時(shí)刻的電解槽的開關(guān)狀態(tài)；表示時(shí)刻電解槽的開始啟動(dòng)動(dòng)作，、分別表示M電解槽日內(nèi)開機(jī)、停機(jī)次數(shù)上限； 產(chǎn)出模型： （6） （7） （8） 其中，為電解槽工作效率；為電解槽工作功率；表示轉(zhuǎn)化為氫氣中化學(xué)能對應(yīng)的能量；代表產(chǎn)出氫氣的質(zhì)量，單位為kg；為一公斤氫氣的熱值等效系數(shù)；為電解槽產(chǎn)生的熱功率；表示單位時(shí)間； 功率約束： （9） （10） （11） 其中，、分別表示M電解槽在開機(jī)狀態(tài)下工作功率上、下限；表示電解槽啟動(dòng)過程中消耗的電功率；表示電解槽啟動(dòng)過程中的時(shí)間計(jì)量；表示時(shí)刻電解槽的開始啟動(dòng)動(dòng)作，表示M電解槽在開機(jī)狀態(tài)下單位時(shí)段最大爬坡功率； 溫度模型： （12） （13） （14） 其中，和分別表示t時(shí)刻和t+1時(shí)刻的電解槽溫度；為環(huán)境溫度；為電解槽集總熱容；為集總熱阻；為損失的熱功率；為輸出系統(tǒng)外的熱功率；和分別表示電解槽的溫度上、下限。

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