基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法

1.基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述方法应用于一种基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同装置，所述协同装置包括：连接在第一直流母线上的若干DC/DC变换器，所述若干DC/DC变换器用于连接若干个分布式新能源集群，所述分布式新能源集群通过直流增量配网相互连接；所述协同装置还包括连接第二直流母线的基于多端口DC/DC变换器的能量路由装置，所述第二直流母线连接若干电解槽；所述方法包括：建立所述协同装置的运行约束，所述运行约束至少包括传输功率限制约束、电氢装置运行约束、变化器功率分配精度约束；基于电氢装置的盈利方式，构建电氢装置协同实时调度的优化目标，以进行ALK和PEM协同电氢装置面向系统综合运营效能提升的实时调度；构建电解槽容量优化目标以对不同地理位置的电氢装置进行差异化容量优化，所述电解槽容量优化目标为投资收益率最大化。 2.根据权利要求1所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述传输功率限制约束至少包括：直流/交流母线传输功率限制、多端口DC/DC变化器最大功率限制、AC/DC和DC/DC变换器功率限制，对应的计算公式为：式中： 、 分别表示 时段直流、交流母线的功率； 表示多端口DC/DC变换器 时段的运行功率； 、 分别表示直流、交流母线的最大功率； 表示多端口DC/DC变换器的最大功率； 、 分别表示第 个AC/DC、DC/DC变换器 时段的运行功率； 、 分别表示第 个AC/DC、DC/DC变换器的最大功率； 表示第 个电解槽在 时段的制氢功率； 表示第 个燃料电池在 时段的发电功率； 表示第 个分布式新能源集群在 时段的总发电功率； 、 分别表示第 个分布式新能源集群向交流、直流母线的传输功率； 表示所有区域电解水制氢系统的集合； 表示所有区域AC/DC变换器的集合。 3.根据权利要求1所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述电氢装置运行约束至少包括氢气制备效率约束、制氢功率约束、储氢罐容量约束、燃料电池发电功率约束、电氢转换效率约束；对应的计算公式为：式中： 表示第 个电解槽在 时段的制氢功率； 表示第 个燃料电池在 时段的发电功率； 、 分别表示第 个电解槽、燃料电池的最大运行功率； 、 分别表示第 个储氢罐在 时段、 时段的荷电状态； 表示第 个储氢罐的最大能量储存值； 表示第 个电解槽在 时段的制氢效率； 表示第 个燃料电池的氢能转换效率； 表示第 个储氢罐在 时段的负载率； 表示调度时段长度； 表示第 个储氢罐向外销售氢气的折算功率； 表示电解槽运行功率区间的序号； 表示第 个电解槽运行在功率区间 时的电解效率； 表示第 个电解槽运行在功率区间 时的电解效率； 表示第 个电解槽的第 个功率区间的宽度； 表示第 个电解槽的第 个功率区间的宽度。 4.根据权利要求1所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述变化器功率分配精度约束对应的公式为：式中： 表示第 个电解槽在 时段的制氢功率； 表示多端口DC/DC变换器的功率分配精度； 表示第 个电氢装置在 时段所分得的功率份额数量； 表示多端口DC/DC变换器在 时段向第 个电解槽的传输功率； 表示所有区域电解水制氢系统的集合；Z表示整数集合。 5.根据权利要求1所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，构建的电氢装置协同实时调度的优化目标对应的公式为：式中： 表示电氢装置的总利润； 表示统计时间集； 表示所有区域电解水制氢系统的集合； 表示第 个电氢装置在 时段的峰谷套利收益； 表示第 个电氢装置在 时段的考核规避收益； 表示第 个电氢装置在 时段的氢气外销收益； 表示第 个电氢装置在 时段在分布式新能源集群的购电成本。 6.根据权利要求5所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述峰谷套利收益的计算公式为：式中： 表示电价高峰时期的上网电价； 表示调度时段长度； 表示第 个燃料电池在 时段的发电功率；所述考核规避收益的计算公式为：式中： 表示偏差考核费用； 表示偏差功率变化量； 表示第 个分布式新能源集群在 时段的原始偏差功率； 表示第 个分布式新能源集群在 时段的经过电氢装置校正后的偏差功率； 表示第 个分布式新能源集群在 时段的总发电功率； 表示第 个分布式新能源在 时段的预测功率； 表示第 个电解槽在 时段的制氢功率；所述氢气外销收益对应的计算公式为：式中： 表示折算成能量后的氢气外销价格； 表示第 个储氢罐向外销售氢气的折算功率；购电成本对应的计算公式为：式中： 表示分布式新能源就近消纳电价。 7.根据权利要求1所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述电解槽容量优化目标对应的计算公式为：式中： 表示年综合投资回报率； 表示电氢装置的总利润； 表示运行年数； 表示投资费用； 表示电解槽 的投资成本； 表示储氢罐 的投资成本； 表示燃料电池 的投资成本； 表示所有区域电解水制氢系统的集合； 、 分别表示ALK、PEM电解槽单位容量投资成本； 、 均表示示性函数，用于表示电氢装置 配置的电解槽类型； 表示储氢罐的单位容量投资成本； 表示燃料电池的单位容量投资成本。 8.根据权利要求1所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述方法还包括：设置新能源功率偏差约束和电能反送量约束。 9.根据权利要求8所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述新能源功率偏差约束的计算公式为：式中： 表示功率偏差指标； 表示功率偏差指标阈值； 表示统计时间集； 表示所有区域电解水制氢系统的集合； 表示第 个分布式新能源集群在 时段的经过电氢装置校正后的偏差功率； 表示第 个分布式新能源集群在 时段的总发电功率。 10.根据权利要求8所述的基于多端口变换器的ALK和PEM电氢装置协同方法，其特征在于，所述电能反送量约束的计算公式为：式中： 表示电能反送量指标； 表示电能反送量指标阈值； 表示电氢装置 在 时段的反送功率； 表示第 个分布式新能源集群在 时段的总发电功率； 表示第 个燃料电池在 时段的发电功率； 表示第 个电解槽在 时段的制氢功率； 表示负荷 在 时段的用电功率； 表示统计时间集； 表示所有区域电解水制氢系统的集合。