电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法及系统与流程

1.本发明属于氢能源应用技术领域，具体涉及一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法及系统。


背景技术：

2.建设以新能源为主体的新型电力系统是我国实现“双碳”目标的必由之路。集成清洁能源发电、储电、充电、电解水制氢、储氢、注氢等功能的电氢制充注一体站，可以实现(近)零碳的能源供应，并为下游电动汽车、氢燃料电池汽车等提供充电、注氢服务，推动交通系统的深度脱碳。区域一体站协同并网运行时，将形成电氢制充注一体站柔性网络：通过协同新能源发电、电-氢储能系统和充注模块，可以促进新能源的充分消纳，并使一体站作为可控电源提高电网的灵活调节能力；另一方面，通过主动响应电价信号，可以实现一体站网络与电网的柔性双向互动。因此，构建电氢制充注一体站柔性网络对我国能源电力和交通系统的清洁、低碳化转型具有重要意义。
3.目前，我国氢能产业发展仍处于起步阶段，具有需求小、成本高的特点。传统静态的规划方式(面向未来长期需求进行一次性投资)不能满足电氢制充注一体站柔性网络建设的经济性需求。随着氢能技术革新、市场推动以及政策引导，氢能产业的发展将有望促进需求增长并降低设备成本。因此，可以通过对未来氢能产业发展轨迹的预判和追踪，利用多阶段规划方法生成适应性动态投资流，从而提高电氢制充注一体站柔性网络规划方案的经济性。例如，基于氢需求增长和设备成本下降模拟，在满足负荷需求的前提下，适当推迟部分重要投资，从而实现投资成本的节约。
4.然而，有关电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法的理论研究与技术应用鲜见报道。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法及系统，用于解决实际工程需求中电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划建模困难的技术问题。
6.本发明采用以下技术方案：
7.一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，包括以下步骤：
8.s1、获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的参数信息；
9.s2、基于步骤s1得到的参数信息模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列；
10.s3、基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；
11.s4、基于步骤s1得到的参数信息以及步骤s2得到的典型场景序列，求解步骤s3得到的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经
济性最优的多阶段选址定容方案。
12.具体的，步骤s1中，参数信息包括设备参数、气象参数、电气参数、负荷参数和经济参数。
13.具体的，步骤s3中，电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型具体为：
[0014][0015][0016]
其中，t＝2,
…
,t，t为阶段的角标；x
t
表示阶段t的投资相关决策，并作为纽带连接相邻阶段的优化问题；y
t
表示阶段t的运行相关决策；φ表示净现总支出；φ
t
表示阶段t的净现支出；表示阶段t的价值函数。
[0017]
进一步的，阶段t(t＝1,,t)的净现支出φ
t
为：
[0018][0019]
其中，表示阶段t的投资成本；表示阶段t的运行成本；表示阶段t的固定资产清理成本；表示阶段t的运行收益；ir表示年化利率；用于将阶段t的总支出转化为净现支出。
[0020]
更进一步的，阶段t的投资成本为：
[0021][0022]
阶段t的运行成本为：
[0023][0024]
阶段t的固定资产清理成本为：
[0025][0026]
阶段t的运行收益为：
[0027][0028]
其中，k为备选系统/设备的索引，k1＝{wt,pv,elz,ht}、k2＝{bs}、k3＝{cp,hd}为备选系统/设备的集合，wt、pv、bs、elz、ht、cp、hd分别表示风力发电系统、光伏发电系统、电池储能系统、电解槽、储氢罐、充电桩和加氢机；j为配电网节点的索引；λ表示由于地理限制、政策因素等原因目标园区配电网允许接入电氢制充注一体站的备选节点集合；为电
氢制充注一体站的基本建设费用，为阶段t系统/设备k的单位投资成本，为阶段t电池储能系统的单位功率价格和单位能量价格；为0-1变量，用来衡量电氢制充注一体站的投建行为，时表示阶段t节点j有电氢制充注一体站投建；为阶段t节点j系统/设备k的新增配置容量，为阶段t节点j电池储能系统的新增功率/蓄电容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的购置个数，n
+
＝{1,2,
…
}为目标区域配电网的节点集合，满足配电网通过节点0处的主变压器与外部电网相连；m为目标区域内各子区域的索引，m为目标区域所有子区域构成的集合；λm(m∈m)为各子区域所含配电网备选节点的集合；为电氢制充注一体站阶段t的基本年运维费用，为系统/设备k(k∈k1∪k2∪k3)在阶段t的单位年运维费用；为0-1变量，用来描述电氢制充注一体站的运行状态，时表示阶段t节点j有电氢制充注一体站运行；为阶段t节点j系统/设备k的运行容量，为阶段t节点j电池储能系统的运行功率容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的运行个数；d为典型日的索引，d为各阶段选取的典型日总数；h为各典型日中运行时段的索引，h为典型日运行时段总数；时间转换因子用于将各典型日计算得到的数值转换为阶段数值；为阶段t典型日d运行时段h子区域m的氢加注需求；为阶段t典型日d运行时段h节点j可以得到满足的氢加注负荷；ξh为可中断氢加注负荷补偿成本系数；为阶段t典型日d运行时段h子区域m的充电需求；为阶段t典型日d运行时段h节点j可以得到满足的充电负荷；ξc为可中断充电负荷补偿成本系数；ξe为可中断用电负荷补偿成本系数；表示阶段t典型日d运行时段h节点j的用电需求；表示阶段t典型日d运行时段h节点j可以满足的用电负荷；表示阶段t典型日d运行时段h从上级电网购电的有功功率；表示阶段t运行时段h向上级电网购电的电价，采用分时电价机制；δh为优化规划考虑的运行时间粒度，一般取为小时，为阶段t系统/设备k的单位报废成本；为阶段t节点j系统/设备k的报废容量；为阶段t节点j电池储能系统的报废功率容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的报废个数，为阶段t运行时段h的售氢价格；为阶段t运行时段h的售电价格；为阶段t向外部电网售电价格；为阶段t典型日d运行时段h向上级电网输送的有功功率。
[0029]
进一步的，阶段t内，电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型的投资约束包括投资预算约束、接入下限约束、设备购置约束和阶段耦合约束。
[0030]
更进一步的，投资预算约束：
[0031]
[0032]
其中，为阶段t电氢制充注一体站柔性网络的投资上限；
[0033]
接入下限约束具体如下：
[0034][0035]
设备购置约束具体如下：
[0036][0037][0038][0039][0040]
其中，为节点j系统/设备k容量配置的上/下限；为节点j电池储能系统功率容量配置的上/下限；为阶段t节点j电池储能系统的运行蓄电容量；为节点j电池储能系统蓄电容量配置的上/下限；为节点j充电桩和加氢机的数量上/下限；
[0041]
阶段耦合约束具体如下：
[0042]
相邻阶段电氢制充注一体站的投建决策与运行状态之间的关系如下：
[0043][0044]
相邻阶段各设备运行、投建与报废间的关系如下：
[0045][0046][0047][0048][0049]
各设备阶段t的报废容量与其寿命阶段前的投建容量之间的关系如下：
[0050][0051][0052][0053][0054]
其中，ltk表示设备k的寿命；为阶段t节点j电池储能系统的报废蓄电容量。
[0055]
进一步的，阶段t内，电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型的运行约束包括新能源发电系统运行约束、电池储能系统运行约束、充电桩运行约束、充电需求分配约束、电解槽运行约束、储氢罐运行约束、加氢机运行约束、氢加注需求分配约束、功率平衡约
束、配电网潮流约束、节点电压约束和变压器关口交互功率约束。
[0056]
更进一步的，新能源发电系统运行约束包括：
[0057]
新能源发电系统的有功出力约束：
[0058][0059]
新能源发电系统的无功约束：
[0060][0061]
其中，表示目标区域阶段t典型日d运行时段h的风/光波动因子；为阶段t典型日d运行时段h新能源发电系统的有功出力，为阶段t典型日d运行时段h新能源发电系统的无功出力；分别表示新能源发电系统并网功率因数角的上/下限；
[0062]
电池储能系统运行约束包括：
[0063]
电池储能系统的充放电约束：
[0064][0065][0066][0067][0068][0069]
电池储能系统的蓄电量约束：
[0070][0071]
耦合相邻运行时段的充放电平衡方程：
[0072][0073]
其中，ηk为电池储能系统的充/放电效率；
[0074]
各典型日电池储能系统的始末蓄电量相同：
[0075][0076]
其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j电池储能系统的充/放电功率；m1为一个足够大的正实数；分别为阶段t典型日d运行时段h节点j表示电池储能系统充/放电状态的0-1变量，为阶段t典型日d运行时段h节点j电池储能系统的蓄电量；为电池储能系统的最大放电深度；
[0077]
充电桩运行约束：
[0078][0079]
其中，wk为充电桩的充电能力；
[0080]
充电需求分配约束：
[0081][0082][0083][0084]
其中，为充电负荷分配因子；
[0085]
电解槽运行约束：
[0086][0087][0088]
其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j电解槽的注入电功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j电解槽产生的氢气；χ
elz
为电解槽的电-氢转换因子；η
elz
为电解槽的工作效率；
[0089]
储氢罐运行约束：
[0090][0091][0092]
其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j储氢罐的氢气存储量；为储氢罐的氢损失系数；
[0093]
加氢机运行约束：
[0094][0095]
其中，vk为加氢机的加注能力；
[0096]
氢加注需求分配约束：
[0097][0098][0099][0100]
其中，为氢加注负荷分配因子；
[0101]
功率平衡约束包括：
[0102]
有功功率平衡约束：
[0103][0104]
无功功率平衡约束：
[0105]
[0106]
其中，其中，表示为阶段t典型日d运行时段h节点j电氢制充注一体站通过节点处的低压变压器与配电网的有功/无功交互功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j可实际满足的有功/无功负荷；为阶段t典型日d运行时段h节点j的有功/无功需求；
[0107]
配电网潮流约束：
[0108][0109][0110][0111][0112][0113]
其中，为阶段t典型日d运行时段h支路(i,j)流过的有功/无功功率；b为配电网的线路集合；θ(j)为节点j的子节点集合；为阶段t典型日d运行时段h主变压器的有功/无功输送功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j的电压幅值；u0为主变压器节点的参考电压；r
ij
为支路(i,j)的电阻；x
ij
为支路(i,j)的电抗；
[0114]
配电网节点电压约束：
[0115][0116]
其中，表示节点j电压幅值的上/下限；
[0117]
变压器关口交互功率约束：
[0118][0119]
其中，s
lv,j
为备选节点j处低压变压器的容量；
[0120]
目标区域配电网与外部电网的交互功率受主变压器额定容量限制：
[0121][0122][0123][0124][0125][0126]
其中，分别为描述阶段t典型日d运行时段h向上级电网购/售电状态的
0-1变量；m2为一个很大的正实数；s
sub
为主变压器的容量。
[0127]
第二方面，本发明实施例提供了一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划系统，其特征在于，包括：
[0128]
数据模块，获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的参数信息；
[0129]
模拟模块，基于数据模块得到的参数信息模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列；
[0130]
构建模块，基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；
[0131]
规划模块，基于数据模块得到的参数信息以及模拟模块得到的典型场景序列，求解构建模块得到的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经济性最优的多阶段选址定容方案。
[0132]
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
[0133]
一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，以经济性最优为目标的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；基于目标区域关键参数的历史数据，模拟生成典型场景序列，在多阶段决策框架下，确保所得到的电氢制充注柔性网络多阶段规划方案可以灵活适应系统的动态演进轨迹。在工程应用中，可以根据目标区域的动态演进需求，采用本发明方法制定与之相适应的电氢制充注一体站多阶段选址定容方案，使电氢制充注一体站网络的经济性和运行特性满足设计要求；本发明涉及面向工程需求的电氢制充注一体站柔性网络多阶段冬天规划问题，可以有效提高电氢制充注一体站选址定容方案的经济性以及综合效能，为实际工程中的电氢制充注一体站柔性网络的多阶段动态规划提供切实有效的技术路线。
[0134]
进一步的，步骤s1中参数信息包括设备参数、气象参数、电气参数、负荷参数和经济参数的获取，可以为步骤s2中的场景序列模拟提供基础数据，并为电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划提供必要参数支撑。
[0135]
进一步的，步骤s3中电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型设置的目的是在满足各阶段一系列投资、约束的前提下，最优化电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划的经济性。
[0136]
进一步的，步骤s3中各阶段的目标函数为最小化阶段内的净现支出。阶段内的净现支出为净支出的现值。净支出的计算方式为投资成本、运行成本、固定资产清理成本的和再减去运行收益。该目标函数的设置可以综合考虑阶段内电氢制充注一体站柔性网络的投资和运行经济性。
[0137]
进一步的，步骤s3中阶段t的投资成本包括电氢制充注一体站柔性网络的基础投建费用以及各系统/设备的购置费用；阶段t的运行成本包括电氢制充注一体站柔性网络的基本年运维成本、各系统/设备的年运维成本、可中断氢加注负荷补偿成本、可中断充电负荷补偿成本、可中断用电负荷补偿成本以及向外部电网购电成本；阶段t的固定资产清理成本包括电氢制充注一体站柔性网络各系统/设备的报废清除费用；阶段t的运行收益包括电氢制充注一体站柔性网络的氢加注收益、充电收益、向区域用户售电取得的收益以及向外部电网售电取得的收益。以上成本或收益的设置可以进一步精细量化电
氢制充注一体站柔性网络各阶段的投资、运行经济性。
[0138]
进一步的，步骤s3中，阶段t内投资约束的设置可以为电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划提供投资边界。
[0139]
进一步的，步骤s3中投资预算约束、接入下限约束、设备购置约束和阶段耦合约束的设置可以进一步明确电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型中投资约束的内容和形式。
[0140]
进一步的，步骤s3中，阶段t内运行约束的设置可以为电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划提供运行边界。
[0141]
进一步的，步骤s3中新能源发电系统运行约束、电池储能系统运行约束、充电桩运行约束、充电需求分配约束、电解槽运行约束、储氢罐运行约束、加氢机运行约束、氢加注需求分配约束、功率平衡约束、配电网潮流约束、节点电压约束和变压器关口交互功率约束的设置可以进一步明确电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型中运行约束的内容和形式。
[0142]
可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
[0143]
综上所述，本发明涉及面向工程需求的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划问题，能够有效提高电制充注一体站选址定容方案的经济性与综合效能，为实际工程中的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划提供切实有效的技术路线。
[0144]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0145]
图1为本发明一种电氢制充注一体站柔性网络典型结构示意图；
[0146]
图2为本发明一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法流程示意图。
具体实施方式
[0147]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
[0148]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0149]
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0150]
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0151]
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述预设范围等，但这些预设范围不应限于这些术语。这些术语仅用来将预设范围彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一预设范围也可以被称为第二预设范围，类似地，第二预设范围也可以被称为第一预设范围。
[0152]
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
[0153]
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0154]
请参阅图1，电氢制充注一体站柔性网络，由若干电氢制充注一体站接入配电网形成。一种典型的电氢制充注一体站由新能源发电系统(包括风力发电系统、光伏发电系统等)、电池储能系统、充电桩、电解槽、储氢罐、加氢机、ac/dc转换装置以及氢气安全监测与报警系统构成。
[0155]
其中，新能源发电系统与电池储能系统通过同一母线连接，连接充电桩、电解槽以及其它站内用电负荷，并经升压变压器与上级配电网产生功率交互；充电桩连接充电需求侧，为电动汽车提供充电服务；电解槽的氢气输出口连接储氢罐的输入口；储氢罐的输出口连接加氢机的输入口；加氢机连接氢加注需求侧，为氢燃料电池汽车提供加注服务。
[0156]
1)电氢制充注一体站的具体结构特征如下：
[0157]
(1)新能源发电系统由风电机组群、光伏阵列等以及其他辅助设备组成，能够将风能、光能等新能源转化为清洁电能；
[0158]
(2)电池储能系统由电池组、电池管理系统、汇集线路和其他辅助设备组成，用于电能的存储和释放；
[0159]
(3)充电桩用于为电动汽车的电池补充电能，满足其充电需求，并具有计时、计价、计电度等功能；
[0160]
(4)电解槽由槽体、阳极和阴极组成，通常利用隔膜将阳极室和阴极室隔开，能够利用水的电解反应在阴极产生氢气、在阳极产生氧气；
[0161]
(5)储氢罐是存储高压气态氢的压力容器，一般附带气体压缩装置用于对电解槽产生的氢气加压，并包括必要的安全附件及压力检测、显示仪器等，能够进行快速的氢气充放，并供氢气于加氢机；
[0162]
(6)加氢机用于为氢燃料电池汽车充装氢气，满足氢加注需求，并具有控制、计量、计价等功能；
[0163]
(7)ac/dc转换装置是集整流、逆变于一体的电力电子设备，可以将新能源发电系统、电池储能系统产生的直流电逆变为交流电送入上级配电网，也可以将配电网的交流电整流为直流电通入电池储能系统、电解槽、充电桩；
[0164]
(8)氢气安全监测与报警系统用于监测一体站内氢气的存储安全以及泄露情况，
并提供报警功能。
[0165]
2)电氢制充注一体站柔性网络的具体运行特点如下：
[0166]
(1)新能源发电系统可以将风能、太阳能等转化为电能，配合电池储能系统，可以实现清洁、可控的电力供应；
[0167]
(2)电氢制充注一体站柔性网络可以和配电网进行双向的电能交互，从而实现峰谷套利：当处于谷电价时段，电氢制充注一体站可以向配电网买电，存入电池储能系统或供应其它设备；当处于峰电价时段，电氢制充注一体站可以向配电网卖电，从而获得经济效益；
[0168]
(3)当有电动汽车进入一体站时，利用充电桩，可以将一体站内产生的电或从配电网购得的电充入电动汽车，满足车辆的充电需求；
[0169]
(4)将一体站内产生的电或从配电网购得的电通入电解槽，可以利用水的电解反应产生氢气，进而将氢气加压后通入储氢罐中存储；当有氢燃料电池汽车进入一体站时，可以利用加氢机将储氢罐中的氢通入燃料电池汽车的储氢瓶，满足车辆的氢加注需求。
[0170]
请参阅图2，本发明一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，满足电、氢加注负荷的动态增长需求下，通过优化配置新能源发电系统、电池储能系统、充电桩、电解槽、储氢罐、加氢机的容量，实现经济性和综合效能最优，包括以下步骤：
[0171]
s1、获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的相关参数信息；
[0172]
相关参数信息具体包括：
[0173]
(1)设备参数，例如当前新能源发电系统(风力发电系统、光伏发电系统)、电池储能系统、充电桩、电解槽、储氢罐、加氢机的购置费用、年运维费用、报废清除费用、运行寿命、运行参数；
[0174]
(2)气象参数，例如目标区域风、光资源的历史波动因子；
[0175]
(3)电气参数，例如目标区域配电网的网架拓扑、线路参数；
[0176]
(4)负荷参数，例如目标区域的历史充电负荷、氢加注负荷以及节点用电负荷；
[0177]
(5)经济参数，例如年化利率、目标区域的分时电价以及新能源上网电价。
[0178]
s2、基于步骤s1中已知信息，模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列，具体包括各阶段电氢制充注一体站的基本投建/运行成本、各设备/系统的购置/运行/报废清除成本、售电价格、售氢价格等，以及各阶段典型日的充电负荷、氢加注负荷、区域用电负荷；
[0179]
s3、基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；
[0180]
首先，以自然年为单位，将规划周期划分为t个阶段，进而电氢制充注一体站柔性网络的多阶段动态规划建模如下：
[0181][0182]
对t＝2,
…
,t：
[0183][0184]
其中，t为阶段的角标；x
t
表示阶段t的投资相关决策，并作为纽带连接相邻阶段的优化问题；y
t
表示阶段t的运行相关决策；φ表示净现总支出；φ
t
表示阶段t的净现支出；q
t
()表示阶段t的价值函数(cost-to-go function)，满足q
t+1
()＝0。
[0185]
下面，将依照阶段t(t＝1,
…
,t)具体展开电氢制充注一体站柔性网络阶段内规划模型：
[0186]
1)目标函数
[0187]
阶段t的净现支出φ
t
用下式表示：
[0188][0189]
其中，表示阶段t的投资成本；表示阶段t的运行成本；表示阶段t的固定资产清理成本(设备报废清除时的成本)；表示阶段t的运行收益；ir表示年化利率；用于将阶段t的总支出转化为净现支出(支出的净现值)。
[0190]
注意，由于前存在负号，φ
t
的计算结果可正可负，其中负值表示阶段t的支出小于收益，投资主体可以通过规划电氢制充注一体站柔性网络获得收益。
[0191]
式(3)中各项费用表示如下：
[0192]
(1)投资成本(式(4))包括电氢制充注一体站的投建费用以及各系统/设备的购置费用，具体如下：
[0193][0194]
其中，k为备选系统/设备的索引，k1＝{wt,pv,elz,ht}、k2＝{bs}、k3＝{cp,hd}为备选系统/设备的集合，wt、pv、bs、elz、ht、cp、hd分别表示风力发电系统、光伏发电系统、电池储能系统、电解槽、储氢罐、充电桩和加氢机；j为配电网节点的索引；λ表示由于地理限制、政策因素等原因目标园区配电网允许接入电氢制充注一体站的备选节点集合；为电氢制充注一体站的基本建设费用，为阶段t系统/设备k的单位投资成本，为阶段t电池储能系统的单位功率价格和单位能量价格；为0-1变量，用来衡量电氢制充注一体站的投建行为，时表示阶段t节点j有电氢制充注一体站投建；为阶段t节点j系统/设备k的新增配置容量，为阶段t节点j电池储能系统的新增功率/蓄电容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的购置个数。
[0195]
(2)运行成本(式(5))包括电氢制充注一体站的基本年运维成本、各系统/设备的年运维成本、可中断氢加注负荷补偿成本、可中断充电负荷补偿成本、可中断用电负荷补偿成本以及向外部电网购电成本，具体如下：
[0196][0197]
其中，n
+
＝{1,2,
…
}为目标区域配电网的节点集合，满足配电网通过节点0处的主变压器与外部电网相连；m为目标区域内各子区域(互不重合)的索引，m为目标区域所有子区域构成的集合；λm(m∈m)为各子区域所含配电网备选节点的集合，满足(m∈m)为各子区域所含配电网备选节点的集合，满足为电氢制充注一体站阶段t的基本年运维费用，为系统/设备k(k∈k1∪k2∪k3)在阶段t的单位年运维费用；为0-1变量，用来描述电氢制充注一体站的运行状态，时表示阶段t节点j有电氢制充注一体站在运行；为阶段t节点j系统/设备k的运行容量，为阶段t节点j电池储能系统的运行功率容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的运行个数；d为典型日的索引，d为各阶段选取的典型日总数；h为各典型日中运行时段的索引(一般选取为小时)，h为典型日运行时段总数；时间转换因子用于将各典型日计算得到的数值转换为阶段数值；为阶段t典型日d运行时段h子区域m的氢加注需求；为阶段t典型日d运行时段h节点j可以得到满足的氢加注负荷；ξh为可中断氢加注负荷补偿成本系数；为阶段t典型日d运行时段h子区域m的充电需求；为阶段t典型日d运行时段h节点j可以得到满足的充电负荷；ξc为可中断充电负荷补偿成本系数；ξe为可中断用电负荷补偿成本系数；表示阶段t典型日d运行时段h节点j的用电需求；表示阶段t典型日d运行时段h节点j可以满足的用电负荷；表示阶段t典型日d运行时段h从上级电网购电的有功功率；表示阶段t运行时段h向上级电网购电的电价，采用分时电价机制；δh为优化规划考虑的运行时间粒度，一般取为小时。
[0198]
(3)固定资产清理成本(式(6))包括电氢制充注一体站各系统/设备的报废清除费用，具体如下：
[0199][0200]
其中，为阶段t系统/设备k的单位报废成本；为阶段t节点j系统/设备k的报废容量；为阶段t节点j电池储能系统的报废功率容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的报废个数。
[0201]
(4)运行收益(式(7))包括电氢制充注一体站柔性网络的氢加注收益、充电收益、向区域用户售电取得的收益以及向外部电网售电取得的收益，具体如下：
[0202][0203]
其中，为阶段t运行时段h的售氢价格；为阶段t运行时段h的售电价格；为阶段t向外部电网售电价格；为阶段t典型日d运行时段h向上级电网输送的有功功率。
[0204]
2)投资约束
[0205]
阶段t内，电氢制充注一体站柔性网络规划的投资约束如下：
[0206]
(1)投资预算约束：
[0207]
电氢制充注一体站柔性网络的总投资成本不能超出预算。
[0208][0209]
其中，为阶段t电氢制充注一体站柔性网络的投资上限。
[0210]
(2)接入下限约束：
[0211]
为了满足各子区域的充电以及氢加注需求，各子区域应至少部署一座电氢制充注一体站。
[0212][0213]
(3)设备购置约束
[0214]
由于政策、经济、安全、地理等因素限制，电氢制充注一体站柔性网络的容量配置需满足下列系统/设备购置容量上下限约束：
[0215][0216][0217][0218][0219]
其中，为节点j系统/设备k容量配置的上/下限；为节点j电池储能系统功率容量配置的上/下限；为阶段t节点j电池储能系统的运行蓄电容量；为节点j电池储能系统蓄电容量配置的上/下限；为节点j充电桩和加氢机的数量上/下限。
[0220]
(4)阶段耦合约束
[0221]
电氢制充注一体站柔性网络的投资决策存在阶段间的耦合关系，具体包括：
[0222]
相邻阶段电氢制充注一体站的投建决策与运行状态之间的关系：
[0223][0224]
相邻阶段各设备运行、投建与报废间的关系：
[0225]
[0226][0227][0228][0229]
各设备阶段t的报废容量与其寿命阶段前的投建容量之间的关系：
[0230][0231][0232][0233][0234]
其中，ltk表示设备k的寿命；为阶段t节点j电池储能系统的报废蓄电容量。
[0235]
注意，在规划周期开始前存在一个虚拟阶段0，此时区域没有电氢制充注一体站部署，即显然，阶段0时所有设备的购置、运行容量也均为0。
[0236]
3)运行约束
[0237]
阶段t内，电氢制充注一体站柔性网络需满足一系列运行约束：
[0238]
(1)新能源发电系统运行约束
[0239]
新能源发电系统包括风力发电系统和光伏发电系统，其出力一般受装机容量和目标区域风、光资源的约束，包括：
[0240]
新能源发电系统的有功出力约束：
[0241][0242]
其中，表示目标区域阶段t典型日d运行时段h的风/光波动因子；为阶段t典型日d运行时段h新能源发电系统的有功出力。新能源发电系统的无功约束：
[0243][0244]
其中，为阶段t典型日d运行时段h新能源发电系统的无功出力；分别表示新能源发电系统并网功率因数角的上/下限。
[0245]
(2)电池储能系统运行约束
[0246]
电池储能系统的运行约束包括：
[0247]
电池储能系统的充放电约束，用于约束电池储能系统的充放电功率以及充放电状态，具体如下：
[0248][0249][0250][0251]
[0252][0253]
其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j电池储能系统的充/放电功率；m1为一个足够大的正实数；分别为阶段t典型日d运行时段h节点j表示电池储能系统充/放电状态的0-1变量。
[0254]
电池储能系统的蓄电量约束：
[0255][0256]
其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j电池储能系统的蓄电量；为电池储能系统的最大放电深度。
[0257]
耦合相邻运行时段的充放电平衡方程：
[0258][0259]
其中，ηk为电池储能系统的充/放电效率。
[0260]
保证各典型日电池储能系统的始末蓄电量相同：
[0261][0262]
(3)充电桩运行约束
[0263]
受到充电桩的充电能力限制，同一运行时段可以满足的充电负荷应满足如下约束：
[0264][0265]
其中，wk为充电桩的充电能力。
[0266]
(4)充电需求分配约束
[0267]
利用充电负荷分配因子将各子区域的充电需求分配至子区域内的电氢制充注一体站：
[0268][0269][0270][0271]
(5)电解槽运行约束
[0272]
基于水的电解反应，可以将电通入电解槽从而产生氢气。电解槽的电-氢转换方程为：
[0273][0274]
其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j电解槽的注入电功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j电解槽产生的氢气；χ
elz
为电解槽的电-氢转换因子；η
elz
为电解槽的工作效率。
[0275]
此外，电解槽的运行受到设备容量约束：
[0276][0277]
(6)储氢罐运行约束
[0278]
电氢制充注一体站利用储氢罐存储氢气。储氢罐满足氢气的平衡方程：
[0279][0280]
其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j储氢罐的氢气存储量；为储氢罐的氢损失系数。
[0281]
此外，储氢罐的氢气存储量受到储氢容量约束：
[0282][0283]
(7)加氢机运行约束
[0284]
受到加氢机的加注能力限制，同一运行时段满足的氢负荷由下式约束：
[0285][0286]
其中，vk为加氢机的加注能力。
[0287]
(8)氢加注需求分配约束
[0288]
与充电负荷类似，各子区域的氢加注需求通过氢加注负荷分配因子分配到电氢制充注一体站所在的具体节点：
[0289][0290][0291][0292]
(9)功率平衡约束
[0293]
电氢制充注一体站需满足电功率的实时平衡：
[0294]
有功功率平衡约束：
[0295][0296]
无功功率平衡约束：
[0297][0298][0299][0300]
其中，表示为阶段t典型日d运行时段h节点j电氢制充注一体站通过节点处的低压变压器与配电网的有功/无功交互功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j可实际满足的有功/无功负荷；为阶段t典型日d运行时段h节点j的有
功/无功需求。
[0301]
(10)配电网潮流约束
[0302]
采用直流distflow模型，配电网的潮流约束可以表示如下：
[0303][0304][0305][0306][0307][0308]
其中，为阶段t典型日d运行时段h支路(i,j)流过的有功/无功功率；b为配电网的线路集合；θ(j)为节点j的子节点集合；为阶段t典型日d运行时段h主变压器的有功/无功输送功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j的电压幅值；u0为主变压器节点的参考电压；r
ij
为支路(i,j)的电阻；x
ij
为支路(i,j)的电抗。
[0309]
(11)节点电压约束
[0310]
配电网节点电压受到上、下限约束：
[0311][0312]
其中，表示节点j电压幅值的上/下限。
[0313]
(12)变压器关口交互功率约束
[0314]
受到节点低压变压器容量的限制，备选节点的注入功率受到约束：
[0315][0316]
其中，s
lv,j
为备选节点j处低压变压器的容量。
[0317]
目标区域配电网经主变压器与外部电网形成电气连接，其与外部电网的交互功率受主变压器额定容量限制：
[0318][0319][0320][0321][0322][0323]
其中，分别为描述阶段t典型日d运行时段h向上级电网购/售电状态的0-1变量；m2为一个很大的正实数；s
sub
为主变压器的容量。
[0324]
s4、基于已有参数信息以及典型场景序列，求解步骤s3中电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经济性最优的多阶段选址定容方案。
[0325]
本发明再一个实施例中，提供一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划系统，该系统能够用于实现上述电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，具体的，该电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划系统包括数据模块、模拟模块、构建模块以及规划模块。
[0326]
其中，数据模块，获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的参数信息；
[0327]
模拟模块，基于数据模块得到的参数信息模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列；
[0328]
构建模块，基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；
[0329]
规划模块，基于数据模块得到的参数信息以及模拟模块得到的典型场景序列，求解构建模块得到的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经济性最优的多阶段选址定容方案。
[0330]
本发明再一个实施例中，提供了一种终端设备，该终端设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor、dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法的操作，包括：
[0331]
获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的参数信息；基于参数信息模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列；基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；基于参数信息以及典型场景序列，求解电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经济性最优的多阶段选址定容方案。
[0332]
本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(memory)，所述计算机可读存储介质是终端设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括终端设备中的内置存储介质，当然也可以包括终端设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0333]
可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法的相应步骤；计算机可读存储介质中的一条或一条以上指令由处理器加载并执行如下步骤：
[0334]
获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的参数信息；基于参数信息模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列；基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；基于参数信息以及典型场景序列，求解电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经济性最优的多阶段选址定容方案。
[0335]
综上所述，本发明一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法及系统，有效提高电氢制充注一体站柔性网络选址定容方案的经济性与综合效能，为实际工程中的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划提供切实有效的技术路线。
[0336]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0337]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0338]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0339]
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0340]
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单元来实现本实施例方案的目的。
[0341]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0342]
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的参数信息；s2、基于步骤s1得到的参数信息模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列；s3、基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；s4、基于步骤s1得到的参数信息以及步骤s2得到的典型场景序列，求解步骤s3得到的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经济性最优的多阶段选址定容方案。2.根据权利要求1所述的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，步骤s1中，参数信息包括设备参数、气象参数、电气参数、负荷参数和经济参数。3.根据权利要求1所述的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，步骤s3中，电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型具体为：于，步骤s3中，电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型具体为：其中，t＝2,
…
,t，t为阶段的角标；x
t
表示阶段t的投资相关决策，并作为纽带连接相邻阶段的优化问题；y
t
表示阶段t的运行相关决策；φ表示净现总支出；φ
t
表示阶段t的净现支出；q
t
(
·
)表示阶段t的价值函数。4.根据权利要求3所述的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，阶段t(t＝1,
…
,t)的净现支出φ
t
为：其中，表示阶段t的投资成本；表示阶段t的运行成本；表示阶段t的固定资产清理成本；表示阶段t的运行收益；ir表示年化利率；用于将阶段t的总支出转化为净现支出。5.根据权利要求4所述的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，阶段t的投资成本为：阶段t的运行成本为：
阶段t的固定资产清理成本为：阶段t的运行收益为：其中，k为备选系统/设备的索引，k1＝{wt,pv,elz,ht}、k2＝{bs}、k3＝{cp,hd}为备选系统/设备的集合，wt、pv、bs、elz、ht、cp、hd分别表示风力发电系统、光伏发电系统、电池储能系统、电解槽、储氢罐、充电桩和加氢机；j为配电网节点的索引；λ表示由于地理限制、政策因素等原因目标园区配电网允许接入电氢制充注一体站的备选节点集合；为电氢制充注一体站的基本建设费用，为阶段t系统/设备k的单位投资成本，为阶段t电池储能系统的单位功率价格和单位能量价格；为0-1变量，用来衡量电氢制充注一体站的投建行为，时表示阶段t节点j有电氢制充注一体站投建；为阶段t节点j系统/设备k的新增配置容量，为阶段t节点j电池储能系统的新增功率/蓄电容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的购置个数，n
+
＝{1,2,
…
}为目标区域配电网的节点集合，满足配电网通过节点0处的主变压器与外部电网相连；m为目标区域内各子区域的索引，m为目标区域所有子区域构成的集合；λ
m
(m∈m)为各子区域所含配电网备选节点的集合；为电氢制充注一体站阶段t的基本年运维费用，为系统/设备k(k∈k1∪k2∪k3)在阶段t的单位年运维费用；为0-1变量，用来描述电氢制充注一体站的运行状态，时表示阶段t节点j有电氢制充注一体站运行；为阶段t节点j系统/设备k的运行容量，为阶段t节点j电池储能系统的运行功率容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的运行个数；d为典型日的索引，d为各阶段选取的典型日总数；h为各典型日中运行时段的索引，h为典型日运行时段总数；时间转换因子用于将各典型日计算得到的数值转换为阶段数值；为阶段t典型日d运行时段h子区域m的氢加注需求；为阶段t典型日d运行时段h节点j可以得到满足的氢加注负荷；ξ
h
为可中断氢加注负荷补偿成本系数；为阶段t典型日d运行时段h子区域m的充电需求；为阶段t典型日d运行时段h节点j可以得到满足的充电负荷；ξ
c
为可中断充电负荷补偿成本系数；ξ
e
为可中断用电负荷补偿成本系数；表示阶段t典型日d运行时段h节点j的用电需求；表示阶段t典型日d运行时段h节点j可以满足的用电负荷；表示阶段t典型日d运行时段h从上级电网购电的有功功率；表示阶段t运行时段h向上级电网购电的电价，采用分时电价机制；δ
h
为优化规划考虑的运行时
间粒度，一般取为小时，为阶段t系统/设备k的单位报废成本；为阶段t节点j系统/设备k的报废容量；为阶段t节点j电池储能系统的报废功率容量；为阶段t节点j充电桩或加氢机的报废个数，为阶段t运行时段h的售氢价格；为阶段t运行时段h的售电价格；为阶段t向外部电网售电价格；为阶段t典型日d运行时段h向上级电网输送的有功功率。6.根据权利要求3所述的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，阶段t(t＝1,
…
,t)内，电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型的投资约束包括投资预算约束、接入下限约束、设备购置约束和阶段耦合约束。7.根据权利要求6所述的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，投资预算约束：其中，为阶段t电氢制充注一体站柔性网络的投资上限；接入下限约束具体如下：设备购置约束具体如下：设备购置约束具体如下：设备购置约束具体如下：设备购置约束具体如下：其中，为节点j系统/设备k容量配置的上/下限；为节点j电池储能系统功率容量配置的上/下限；为阶段t节点j电池储能系统的运行蓄电容量；为节点j电池储能系统蓄电容量配置的上/下限；为节点j充电桩和加氢机的数量上/下限；阶段耦合约束具体如下：相邻阶段电氢制充注一体站的投建决策与运行状态之间的关系如下：相邻阶段各设备运行、投建与报废间的关系如下：相邻阶段各设备运行、投建与报废间的关系如下：相邻阶段各设备运行、投建与报废间的关系如下：相邻阶段各设备运行、投建与报废间的关系如下：
各设备阶段t的报废容量与其寿命阶段前的投建容量之间的关系如下：各设备阶段t的报废容量与其寿命阶段前的投建容量之间的关系如下：各设备阶段t的报废容量与其寿命阶段前的投建容量之间的关系如下：各设备阶段t的报废容量与其寿命阶段前的投建容量之间的关系如下：其中，lt
k
表示设备k的寿命；为阶段t节点j电池储能系统的报废蓄电容量。8.根据权利要求3所述的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，阶段t(t＝1,
…
,t)内，电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型的运行约束包括新能源发电系统运行约束、电池储能系统运行约束、充电桩运行约束、充电需求分配约束、电解槽运行约束、储氢罐运行约束、加氢机运行约束、氢加注需求分配约束、功率平衡约束、配电网潮流约束、节点电压约束和变压器关口交互功率约束。9.根据权利要求8所述的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法，其特征在于，新能源发电系统运行约束包括：新能源发电系统的有功出力约束：新能源发电系统的无功约束：其中，表示目标区域阶段t典型日d运行时段h的风/光波动因子；为阶段t典型日d运行时段h新能源发电系统的有功出力，为阶段t典型日d运行时段h新能源发电系统的无功出力；分别表示新能源发电系统并网功率因数角的上/下限；电池储能系统运行约束包括：电池储能系统的充放电约束：电池储能系统的充放电约束：电池储能系统的充放电约束：电池储能系统的充放电约束：电池储能系统的充放电约束：电池储能系统的蓄电量约束：耦合相邻运行时段的充放电平衡方程：其中，η
k
为电池储能系统的充/放电效率；
各典型日电池储能系统的始末蓄电量相同：其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j电池储能系统的充/放电功率；m1为一个足够大的正实数；分别为阶段t典型日d运行时段h节点j表示电池储能系统充/放电状态的0-1变量，为阶段t典型日d运行时段h节点j电池储能系统的蓄电量；为电池储能系统的最大放电深度；充电桩运行约束：其中，w
k
为充电桩的充电能力；充电需求分配约束：充电需求分配约束：充电需求分配约束：其中，为充电负荷分配因子；电解槽的运行约束：电解槽的运行约束：其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j电解槽的注入电功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j电解槽产生的氢气；χ
elz
为电解槽的电-氢转换因子；η
elz
为电解槽的工作效率；储氢罐运行约束：储氢罐运行约束：其中，为阶段t典型日d运行时段h节点j储氢罐的氢气存储量；为储氢罐的氢损失系数；加氢机运行约束：其中，v
k
为加氢机的加注能力；氢加注需求分配约束：
其中，为氢加注负荷分配因子；功率平衡约束包括：有功功率平衡约束：无功功率平衡约束：其中，其中，表示为阶段t典型日d运行时段h节点j电氢制充注一体站通过节点处的低压变压器与配电网的有功/无功交互功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j可实际满足的有功/无功负荷；为阶段t典型日d运行时段h节点j的有功/无功需求；配电网潮流约束：配电网潮流约束：配电网潮流约束：配电网潮流约束：配电网潮流约束：其中，为阶段t典型日d运行时段h支路(i,j)流过的有功/无功功率；b为配电网的线路集合；θ(j)为节点j的子节点集合；为阶段t典型日d运行时段h主变压器的有功/无功输送功率；为阶段t典型日d运行时段h节点j的电压幅值；u0为主变压器节点的参考电压；r
ij
为支路(i,j)的电阻；x
ij
为支路(i,j)的电抗；配电网节点电压约束：其中，表示节点j电压幅值的上/下限；
变压器关口交互功率约束：其中，s
lv,j
为备选节点j处低压变压器的容量；目标区域配电网与外部电网的交互功率受主变压器额定容量限制：目标区域配电网与外部电网的交互功率受主变压器额定容量限制：目标区域配电网与外部电网的交互功率受主变压器额定容量限制：目标区域配电网与外部电网的交互功率受主变压器额定容量限制：目标区域配电网与外部电网的交互功率受主变压器额定容量限制：其中，分别为描述阶段t典型日d运行时段h向上级电网购/售电状态的0-1变量；m2为一个很大的正实数；s
sub
为主变压器的容量。10.一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划系统，其特征在于，包括：数据模块，获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的参数信息；模拟模块，基于数据模块得到的参数信息模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列；构建模块，基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；规划模块，基于数据模块得到的参数信息以及模拟模块得到的典型场景序列，求解构建模块得到的电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经济性最优的多阶段选址定容方案。

技术总结
本发明公开了一种电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划方法及系统，获取电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的参数信息；基于参数信息模拟生成电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划所需的典型场景序列；基于多阶段决策框架，以最小化净现支出为目标，构建电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型；基于参数信息以及典型场景序列，求解电氢制充注一体站柔性网络多阶段动态规划模型，得到电氢制充注一体站柔性网络经济性最优的多阶段选址定容方案。本发明有效提高电氢制充注一体站选址定容方案的经济性以及综合效能，为实际工程中的电氢制充注一体站柔性网络的多阶段动态规划提供切实有效的技术路线。络的多阶段动态规划提供切实有效的技术路线。络的多阶段动态规划提供切实有效的技术路线。


技术研发人员：曹晓宇 孙寻航 翟桥柱 周玉洲 马冬来 陈孟晓 管晓宏
受保护的技术使用者：四川数字经济产业发展研究院
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/9/23