Multi-stage Robust Optimal Scheduling of Electricity-Hydrogen Coupled System Based on Multiple Affine Decision Rules

PAN Sijia; XU Xiaoyuan; YAN Zheng; WANG Han; HAN Pengfei

doi:10.7500/AEPS20230129005

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Multi-stage Robust Optimal Scheduling of Electricity-Hydrogen Coupled System Based on Multiple Affine Decision Rules

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Multi-stage Robust Optimal Scheduling of Electricity-Hydrogen Coupled System Based on Multiple Affine Decision Rules
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 20, Pages: 42-52(2023)
- 作者机构：
  
  1.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学),上海市 200240
  2.上海非碳基能源转换与利用研究院,上海市 200240
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Joint Funds of National Natural Science Foundation of China(U2166201);Young Elite Scientists Sponsorship Program by CSEE
- DOI：10.7500/AEPS20230129005
  CLC：
- Received：29 January 2023，
  
  Revised：2023-05-31，
  
  Published Online：10 August 2023，
  
  Published：25 October 2023
- 稿件说明：
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潘思佳,徐潇源,严正等.基于多仿射决策规则的电-氢耦合系统多阶段鲁棒优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(20):42-52.

PAN Sijia,XU Xiaoyuan,YAN Zheng,et al.Multi-stage Robust Optimal Scheduling of Electricity-Hydrogen Coupled System Based on Multiple Affine Decision Rules[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(20):42-52.
潘思佳,徐潇源,严正等.基于多仿射决策规则的电-氢耦合系统多阶段鲁棒优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(20):42-52. DOI： 10.7500/AEPS20230129005.

PAN Sijia,XU Xiaoyuan,YAN Zheng,et al.Multi-stage Robust Optimal Scheduling of Electricity-Hydrogen Coupled System Based on Multiple Affine Decision Rules[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(20):42-52. DOI： 10.7500/AEPS20230129005.

摘要

在电-氢耦合系统优化研究中，现有工作未充分挖掘氢负荷灵活分配方式对提升系统运行经济性以及应对新能源发电不确定性的作用。文中分别刻画长管拖车运氢、管道运氢、就地售氢3种氢负荷的运行特性，构建了计及储氢特性的氢负荷在不同时段间优化分配策略。为应对新能源发电的不确定性，以氢负荷作为日前决策量，而储氢、制氢在日内随着随机变量的实现顺序决策，构建了电-氢耦合系统多阶段鲁棒优化问题。为解决传统单仿射决策规则保守性较强的问题，提出了基于多不确定性集的多仿射决策规则求解方法，对随机变量的不同实现采取不同的决策方式。仿真结果表明，氢负荷凭借储氢环节实现了灵活分配，提高了电-氢耦合系统运行的经济效益；多仿射决策规则所得结果的经济性优于单仿射决策规则，并为系统实时运行提供了调度方案。

Abstract

In the research of electricity-hydrogen coupled system optimization

the existing work has not fully explored the role of flexible hydrogen load distribution mode in improving system operation economy and coping with the uncertainty of renewable energy power generation. In this paper

the operation characteristics of three types of hydrogen loads

i.e.

hydrogen transport by long-tube trailers

hydrogen transport by pipelines

and hydrogen sold on site

are characterized. And the optimal allocation strategies of the hydrogen loads considering the hydrogen storage characteristics are constructed in different periods. To cope with the uncertainty of renewable energy power generation

the multi-stage robust optimization problem of electricity-hydrogen coupled system is constructed by taking hydrogen load as the day-ahead decision quantity

and hydrogen storage and hydrogen production are decided sequentially with the realization of random variables. In order to solve the problem that traditional single affine decision rule is more conservative

a method for solving multiple affine decision rules based on multi-uncertainty sets is proposed

which adopts different decision ways for different realizations of random variables. The simulation results show that the hydrogen load is flexibly distributed by hydrogen storage link

and the economic benefit of the electricity-hydrogen coupled system is improved. The results of multiple affine decision rules are more economical than those of single affine decision rule

and provide a scheduling scheme for the real-time operation of the system.

关键词

Keywords

references

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