中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司钱康获国家专利权
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龙图腾网获悉中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司申请的专利一种考虑不同氢源的高速公路加氢站布局方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115899550B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211366415.1,技术领域涉及:F17C5/06;该发明授权一种考虑不同氢源的高速公路加氢站布局方法是由钱康;王欣怡;晏阳;耿路;王佐君;徐怡悦;彭宇菲;贾振宏;朱东升;周元强;乐小龙;周江山;裴昌盛;万之全;王张帆设计研发完成,并于2022-11-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑不同氢源的高速公路加氢站布局方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑不同氢源的高速公路加氢站布局方法,方法包括:根据氢燃料汽车实际出行数据和高速公路结构,构建高速公路一维模型,生成氢燃料汽车加氢需求特性模型。在此基础上,通过对比外来氢源和站内制氢的加氢站成本,以加氢站投资运营经济效益最大化为目标函数,构建高速公路加氢站选址模型,利用改进惯性权重的粒子群算法进行求解,得到氢源选择方案和加氢站布局方案。
本发明授权一种考虑不同氢源的高速公路加氢站布局方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑不同氢源的高速公路加氢站布局方法,其特征在于,包括: S1、根据高速公路结构,构建高速公路一维道路车流量模型; S2、根据历史氢燃料汽车出行数据,形成氢燃料汽车加氢需求特性模型,包括:根据氢燃料汽车的出行数据,获取氢燃料汽车出行时刻的荷电状态SOCc及里程数SC,最终停止运行时刻荷电状态SOCT及里程数ST,通过比较两次电池容量:若SOCcSOCT,则氢燃料汽车一定进行了能量补给行为,加氢时刻TQ为: 其中,Sa为单位行驶的里程数; 若SOCcSOCT,则需要对氢燃料汽车行驶里程进行计算,如果总里程过大,即使有加氢行为,也会出现SOCCSOCT的情况: SOCC-SOCT·SaST-SC 若满足上式,则未进行加氢行为,则无需进行加氢时刻计算;若不满足上式,则进行了加氢行为,需要计算加氢时刻TQ; S3、根据原料、运输实际成本数据,建立外来氢源成本计算模型、站内制氢成本计算模型; S4、基于所述高速公路一维道路车流量模型、氢燃料汽车加氢需求特性模型、外来氢源成本计算模型和站内制氢成本计算模型,根据不同的氢源获取方式,以加氢站经济效益最大化为目标函数,考虑不同的约束条件,构建加氢站布局优化目标模型; S5、采用改进权重的粒子群算法对目标模型进行求解,获得高速公路加氢站最优氢源方式和相应的布局方案; 步骤S3中,外来氢源成本计算模型包括: CW=CW,F+CW,L+CW,T 其中,CW为外来氢源成本,N为加氢站数量;TY为加氢站运营年限,CW,F为每年加氢站从风电弃电制氢厂购入氢气的成本,DF为加氢站从风电厂购入单位氢气价格,Qi为第i座加氢站每年所需氢气量;CW,L为加氢站每年从氯碱制氢厂购入氢气的成本,DL为加氢站从氯碱厂购入单位氢气价格;CW,Y为每年运输氢气的成本,Yq为压氢单位电耗,Gq为电价,HY为单位距离油耗,Li运输到第i座加氢站一年的距离,YJ为油价,G为运输固定成本; 站内制氢成本计算模型包括: 其中,Cz为站内制氢成本,N为加氢站数量;TY为加氢站运营年限,Ti,gas运输到第i座加氢站天然气的单位价格,Mi,gas第i座加氢站每年天然气消耗量,Di,H第i座加氢站每年制氢耗电量,Gq为电价,Gd制氢过程中的固定损耗,TZi第i座加氢站制氢设备投资价格; 步骤S4,包括: 1以外来氢源构建的加氢站经济效益目标函数: minC=CW+CJ1+CY1-YL CY1=γ·CJ1 其中,CW外来氢源成本;CJ1为加氢站建设成本,N为加氢站数量,τ为折现率,TY为加氢站运营年限,Cb1为加氢站设备投入固定成本,Ki,b为第i座加氢站规模系数,TDi,1为第i座加氢站土地成本;CY1为加氢站运营成本,运营成本与建设规模成正比,γ为设定的比例系数;YL为加氢站收益,Jm为单位加氢价格,Sa,T为a氢燃料汽车最终行驶里程,Sa,c为a氢燃料汽车初始里程,SQd为单位里程耗氢量; 约束条件: 其中,Qi为第i座加氢站每年所需氢气量;CNj为j个氢源的每年的总产能; 2以站内制氢构建的加氢站经济效益目标函数: minC=CZ+CJ2+CY2-YL CY2=γ·CJ2 其中,考虑到站内制氢需要的土地面积、投资成本会更大,所有相应系数进行调整,CZ站内制氢成本;CJ2为加氢站建设成本,N为加氢站数量,τ为折现率,TY为加氢站运营年限,Cb2为加氢站设备投入固定成本,Ki,b为第i座加氢站规模系数,TDi,2为第i座加氢站土地成本;CY2为加氢站运营成本,运营成本与建设规模成正比,γ为设定的比例系数;YL为加氢站收益,Jm为单位加氢价格,Sa,T为a氢燃料汽车最终行驶里程,Sa,C为a氢燃料汽车初始里程,SQd为单位里程耗氢量; 约束条件: 其中,Qi为第i座加氢站每年所需氢气量;Zi为站内每年的制氢总量。
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