(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110555684.1 (22)申请日 2021.05.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113240547 A (43)申请公布日 2021.08.10 (73)专利权人 河北工业大 学 地址 300130 天津市红桥区丁字沽光 荣道8 号河北工业大 学东院330# (72)发明人 林涛　赵丹阳　严寒　陈志鹏　 丁庭宇　 (74)专利代理 机构 天津翰林知识产权代理事务 所(普通合伙) 12210 代理人 蔡运红 (51)Int.Cl. G06Q 50/06(2012.01)G06F 30/27(2020.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (56)对比文件 CN 10473420 0 A,2015.0 6.24 CN 110138019 A,2019.08.16 CN 107832542 A,2018.0 3.23 CN 109472423 A,2019.0 3.15 CN 111934366 A,2020.1 1.13 方必武 等.基 于搜索+调整的两阶段萤火虫 算法求解机组组合问题. 《电力系统保护与控 制》 .2016, 审查员 牛雪珂 (54)发明名称 风电消纳下制氢机组阵列的调度方法 (57)摘要 本发明为一种风电消纳下制氢机组阵列的 调度方法， 包括第一步、 获取制氢机组阵列的机 组启停约束和功率输入约束； 第二步、 搭建机组 出力双层优化模 型， 包括机组功率分配优化模型 和机组启停状态优化模型； 第三步、 对机组功率 分配优化模 型进行求解， 得到每个时段各机组在 不同开关状态下的出力和制氢机组阵列的经济 值； 第四步、 利用混合二进制萤火虫算法求解机 组启停状态优化模型， 得到制氢机组阵列中各机 组在各时段的启停状态； 第五步、 根据制氢机组 阵列中各机组在各时段的启停 状态， 得到各时段 出力的制氢机组， 生成制氢机组阵列的时序出力 计划表， 对制氢机组阵列进行调度。 提升了制氢 机组阵列运行的经济性， 为风电制氢工厂制定工 作计划提供了依据。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 113240547 B 2022.04.12 CN 113240547 B 1.一种风电消纳下制氢机组阵列的调度方法， 其特 征在于， 该 方法包括以下步骤： 第一步、 获取制氢机组阵列的机组启停约束和功率输入约束； 第二步、 以经济效益最大为目标， 考虑购电成本、 售氢收益， 计及机组启停约束和功率 ‑ 效率特性， 搭建机组出力双层优化模型， 包括机组功率分配优化模型和机组启停状态优化 模型； 机组功率分配优化模型 F(U1,t,U2,t,...,UD,t)为： 式(1)中， U1,t,U2,t,...,Uj,t,…,UD,t为机组1,2, …,j,…,D在t时段的开关状态， 为 氢气售价， Te为时段时长， Fvout,j(Pjcell,t/Pst,j)为机组j每小时的氢气产量函数， Pjcell,t为机 组j在t时段的输入功率， Pst,j为机组j的额定输入功率， Cel为电网购电价格， Pem(U1,t, U2,t,...,UD,t)为制氢机组阵列购电量； 制氢机组阵列购电量Pem(U1,t,U2,t,...,UD,t)为： 式(2)中， Pwind,t为t时段的风电功率， Pem(U1,t,U2,t,...UD,t)大于等于 0； 机组出力约束为： Pmin,j＜Pjcell,t＜Pmax,j                (3) 式(3)中， Pmin,j、 Pmax,j为机组j的最小、 最大输入功率； 机组启停状态优化模型为： 式(4)中， tot_eco(U1,t,U2,t,…,UD,t)为制氢机组阵列在K个时段累加的总经济值； 机组启停约束为： To,j,t≥Tomin， Ts,j,t≥Tsmin                 (5) 式(5)中， To,j,t、 Ts,j,t为机组j连续运行时间和停运时间， Tomin、 Tsmin为机组j的最短开启 时间和最短 关停时间； 第三步、 将机组的启停约束、 功率输入约束以及风电功率的时序数据代入机组功率分 配优化模型， 对机组功率分配优化模型进行求解， 得到每个时段各机组在不同开关状态下 的出力和制氢机组阵列的经济值； 第四步、 利用混合二进制萤火虫算法求解机组启停状态优化模型， 得到制氢机组阵列 中各机组在各时段的启停状态； 4‑1、 初始化种群 制氢机组阵列的启停状态用一个D ×K的矩阵X表示， 表示K个时段内D台机组的启停状 态， 如式(6)；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113240547 B 2初始化种群， 随机生成多个萤火虫， 得到普通种群； 一个萤火虫的位置矩阵对应一个矩 阵X； 采用向前继承的时间修复策略对矩阵X的所有行向量的状态序列进行修复， 以满足机 组启停约束； 4‑2、 普通种群的进化 计算普通种群所有个体的亮度， 对于个体a， 若种群中存在亮度比个体a高的个体b， 使 个体a向个体b飞行， 则 在个体a与个体b之间得到一个新位置， 若新位置的亮度比个体a原位 置高， 则个体a飞行到新位置处， 否则保持原 位置不动； 然后对个体a进 行概率协同的双邻域 搜索， 得到当前解的邻域； 若邻域内存在亮度比个体a高的个体， 则将该个体的位置复制 到 个体a； 然后重复前述个体a向个体b的飞行过程， 个体a每飞行一次都要进行概率协同的双 邻域搜索， 直到种群中没有比个体a亮的个体； 所有个体都按照个体a的过程进 行飞行， 直到 所有个体都飞行完毕， 则完成普通种群进化 一代， 直到满足最大进化代数； 4‑3、 精英种群的进化 当普通种群进化至种群交流准则当前进化代数与总进化代数之间的比值达到设定值 时， 从普通种群中复制部分精英个 体到精英种群中； 精英种群初始为空； 对精英种群进行选择操作， 然后对精英种群中的所有精英个体进行两两组合， 对组合 后的两个精英个体进 行带端粒保护的交叉操作， 生成子代个体； 对于任意子代个体c进行邻 域搜索， 得到当前解的邻域； 若邻域内存在亮度比子代个体c高的个体d， 则将子代个体d的 位置复制到个体c， 否则保持不动， 完成子代个体c的位置更新； 子代个体c每进行一次位置 更新都进行邻域搜索， 直到邻域内没有比个体c更亮的个体； 所有子代个体都执行子代个体 c的过程， 完成位置更新， 当所有子代个体都完成位置更新后， 实现精英种群进化一代， 直到 进化代数达到最大进化代数时， 完成精英种群的整个进化过程， 至此实现普通种群和精英 种群的第一次交流； 4‑4、 双种群协同进化 当精英种群进化完成后， 从精英种群中随机选择部分精英个体与步骤4 ‑2得到的普通 种群的部分劣势个体进行两两组合， 对组合后的精英个体和劣势个体进行步骤4 ‑3的带端 粒保护的交叉操作， 以此替换掉步骤4 ‑2得到的普通种群的部 分劣势个体， 实现精英种群的 良种迁移； 然后对替换掉部 分劣势个体的普通种群重复执行步骤4 ‑2、 4‑3， 完成普通种群和 精英种群的第二次交流； 重复执行此步骤， 完成普通种群和精英种群的多次交流， 最后输出 最优解， 即制氢机组阵列中各机组在各时段的启停状态； 第五步、 根据第四步得到的制氢机组阵列中各机组在各时段的启停状态， 从第三步查 找各时段出力的制氢机组， 生成制氢机组阵列在所有时段 的时序出力计划表， 根据此表对 制氢机组阵列进行调度， 以获得最大 经济效益。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113240547 B 3