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

潘思佳; 徐潇源; 严正; 王晗; 韩鹏飞

doi:10.7500/AEPS20230129005

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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

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 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
- Multi-stage Robust Optimal Scheduling of Electricity-Hydrogen Coupled System Based on Multiple Affine Decision Rules
- 电力系统自动化 2023年47卷第20期页码：42-52
- 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：
  
  潘思佳(1999—)，女，硕士研究生，主要研究方向：电力系统优化运行。E-mail：pi_pia@sjtu.edu.cn
  徐潇源(1989—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：电力系统不确定性分析与运行、电力-交通系统协调优化。E-mail：xuxiaoyuan@sjtu.edu.cn
  严正(1964—)，男，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统优化运行、电力系统稳定分析及智能电网。E-mail：yanz@sjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52077136);国家自然科学基金联合基金资助项目(U2166201);中国电机工程学会“青年人才托举工程”项目
- DOI：10.7500/AEPS20230129005
  中图分类号：
- 收稿：2023-01-29，
  
  修回：2023-05-31，
  
  网络出版：2023-08-10，
  
  纸质出版：2023-10-25
- 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

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