(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221083259 2.8 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510000 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 (72)发明人 高志华　余浩　陈鸿琳　刘文昕　 卢洵　左郑敏　应雨恒　钟治垚　 艾小猛　孙辉　方家琨　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 吕金金 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06Q 50/04(2012.01)G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/12(2020.01) (54)发明名称 一种海上风电的电制氢装置配置方法、 系 统、 设备及 介质 (57)摘要 本发明涉及海 上风电技术领域， 尤其涉及一 种海上风电的电制氢装置配置方法、 系统、 设备 及介质， 包括： 基于电解槽的多物理场过程， 建立 电制氢装置温度特性模型； 以系统的投资成本和 运行成本之和最小为优化目标， 考虑电制氢装置 温度特性模 型和电力系统运行约束条件， 建立电 制氢装置配置优化模型； 求解电制氢装置配置优 化模型， 获取电制氢装置的最优配置方法。 相比 于现有技术， 本发明综合考虑了温度对电制氢装 置性能的影 响以及电制氢装置型号的选择， 利用 建立的电制氢装置配置优化模型获取电制氢装 置的最优配置方案， 提升了海上风电制氢系统的 经济性， 保证 了系统的可靠性。 权利要求书4页 说明书13页 附图2页 CN 115169129 A 2022.10.11 CN 115169129 A 1.一种海上风电的电制氢装置配置方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 基于电解槽的多物理场过程， 建立电制氢装置温度特性模型； 以系统的投资成本和运行成本之和最小为优化目标， 考虑电制氢装置温度特性模型和 电力系统运行约束条件， 建立电制氢装置配置优化模型； 求解电制氢装置配置优化模型， 获取电制氢装置的最优配置方法。 2.如权利要求1所述的一种海上风电的电制氢装置配置方法， 其特征在于： 所述投资成 本包括电制氢装置投资成本以及与其配套的储 氢装置投资成本， 所述投资成本的计算公式 为： Cinv＝CRF*(CPtH.inv+CHS.inv) 式中， Cinv表示投资成本； CRF表示投资回报率； CPtH.inv表示电制氢装置的总 投资成本； CHS.inv表示储氢装置的总投资成本； γ表示折现率， 取5％； Nyear表示电制氢装置的生命周 期， 取20年； Nh表示在位置h处， 海上风电制氢的可规划数量； 表示第i类电制氢装置 的单价， 单位是RMB/台； 表示位置h处、 第i类电制氢装置的规划数量； OHS.inv表示储氢 装置的容 量单价， 单位是RMB/kg； 表示在位置 h处， 储氢装置的规划容 量。 3.如权利要求1所述的一种海上风电的电制氢装置配置方法， 其特征在于： 所述运行成 本包括电力系统运行成本和氢能运行成本， 所述 运行成本的计算公式为： 式中， Cop表示运行成本； Ns表示选取的典型场景总数量； 表示第s个典型场景的电力权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115169129 A 2系统运行 成本； 表示场景s的氢能运行 成本； ps表示典型场景s对应的场景概率； T表示运 行时段数， 取24； Ng表示系统内燃煤机组的数量； 表示机组g的燃料成本函数； Pg.t.s表 示s场景、 t时刻、 机 组g的有功出力； 表示s场景、 t时刻、 机 组g的开机成本； 表示s 场景、 t时刻、 机组g的停机成本； Nw表示系统内海上风电的数量； kcur表示弃风惩罚系数； 表示s场景、 t时刻、 海上风电w的最大可用出力； Pw.t.s表示s场景、 t时刻、 海上风电w的 实际有功出力； khs表示储氢装置的储存费用， 单位是RMB/kg； SOHh.t.s表示s场景、 t时刻、 位 置h处的储氢装置内氢气的总质量； 表示氢气的售价， 单位是RMB/kg； 表示s场景、 t时刻、 位置 h处储氢装置向氢负荷提供的氢气质量。 4.如权利要求1所述的一种海上风电的电制氢装置配置方法， 其特征在于， 所述电制氢 装置温度特性模型为： 式中， 表示对电解槽的电功率、 电流和温度关系进行线性化处理； s表示 第s个典型场景； t表示第t个时刻； h表示位置h处； i表示第i类电制氢装置； 表示电解 槽电功率； 表示电解槽温度； 表示电解槽电流； Δt 表示时间间隔； Cp.i表示电解槽 内电解质的热容； Uth表示热中性电压； 表示冷却系统消耗的电功率； 表示冷 却系统的制冷效率； 表示散热系数； Ten表示环境温度； 表示电制氢装置功率； 表示电制氢装置产生的氢气质量； 表示串联电解单元数； 表示氢气的摩尔 质量； F表示法拉第常数； 表示在位置h处、 第i类电制氢装置的规划变量， 其值为0、 1； 用于分别表示电解槽电功率、 冷却系统功率、 电解槽温度和电解槽电流的最小值； 用于分别表示电解槽电功率、 冷却 系统功率、 电解槽温度和电解槽电流； 用于分 别表示电解槽电功率、 冷却系统功率、 电解槽温度和电解槽电流的最大值； 表示第权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115169129 A 3