本发明主要涉及海水制氢，具体涉及一种供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法。
背景技术：
1、随着全球对可再生清洁能源需求的日益增长，氢能源作为一种清洁、高效的能源形式，受到了广泛的关注和研究。海水制氢技术以其资源丰富、分布广泛、环境友好等显著优势，成为未来氢能源生产的重要方向之一。然而，海水制氢技术的高效运行依赖于稳定的电能供应，且能源转化效率直接影响其经济效益和环保性能。
2、当前，传统的海水制氢系统电能供应主要依赖于单一的能源形式，如化石燃料发电或太阳能发电等。这些方式存在着能源供应不稳定、环境压力大、成本高等问题，难以满足海水制氢系统对高效、稳定电能的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种提高能源供应稳定性和可靠性的供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法。
2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
3、一种供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，包括步骤：
4、1)构建各单一能源系统物理模型；各单一能源系统物理模型包括储能系统模型、飞艇式阵列高空风力发电系统模型、海上漂浮式风电系统模型、洋流能发电系统模型和波浪能发电系统模型；
5、2)将各单一能源系统模型整合为混合能源系统模型；所述混合能源系统模型包括负荷模型和各能源系统间的联络功率偏差动态物理模型，用于描述混合能源系统的整体运行状况和能源分配情况；
6、3)基于混合能源系统模型，设计联络线功率及频率偏差控制模型，用于检测混合能源系统的频率偏差和联络线功率偏差；
7、4)根据混合能源系统的频率偏差和联络线功率偏差来调整预先制定的多能源发电系统互补与协同控制策略，求解各能源系统的最优出力计划，以最大化新能源消纳率和提升海水电解制氢效率。
8、优选地，步骤1)中的储能系统模型为：
9、
10、其中，δub为储能系统模块的控制输入信号，kb为储能电池单位调节系数，tb为模型的时间常数，δpb为储能系统模块功率控制信号。
11、优选地，步骤1)中的飞艇式阵列高空风力发电系统模型为：
12、
13、其中，pw,h(t)是t时刻飞艇式阵列高空风力发电机的功率，vw,h(t)是t时刻的高空风速，vs是高空风机开始旋转产生电力的最小风速，vo是高空风机在超过一定风速会停止运行的最大风速，ρ是空气密度，aw,h是风轮扫掠的面积，cp,h是风轮转换效率。
14、优选地，在飞艇式阵列高空风力发电系统模型中，引入一个湍流模型来调整功率输出，考虑湍流影响的功率表示为：
15、
16、其中，α是一个小于1的系数，用于调整湍流对功率输出的影响，iturb(t)是t时刻的湍流强度。
17、优选地，步骤1)中的海上漂浮式风电系统模型为：
18、
19、其中mf,p是海上漂浮式风机的质量，cf,p是阻尼系数，kf,p是弹力系数，z是海上漂浮式风机的垂直位移，ρw是海水密度；pw,p(θ(t))是随着风向变化调整后的发电功率；风向变化δθ使用方向角θ(t)表示；海上漂浮式风机的功率pw,p随着风向变化调整；海流会对漂浮式风机产生海流力fw,p，其取决于海流速度vw,p、漂浮式风机的受阻面积ap以及海流阻力系数cc，cp,p是转换效率系数。
20、优选地，步骤1)中的洋流能发电系统模型为：
21、pc(t)＝s(t)·ktopo·ρw·at,c·cpt·(vc(t))3·cos(θc(t)) (5)
22、其中，s(t)是随季节变化的系数，ktopo是海底地形影响系数，at,c表示涡轮机的扫掠面积，cpt为洋流能转换效率系数，vc(t)是t时刻的洋流速度，θc(t)为t时刻的洋流流向角度；
23、波浪能发电系统模型为：波浪能发电系统可以从不同波长的波浪中吸收能量，综合考虑波浪频谱、波长能量和转换效率以及响应时间，发电功率ps为：
24、
25、其中，ηc是波浪能装置的转换效率，∈(λ)是波浪能量转换装置对波长λ的能量吸收效率，λ是考虑的波长范围，e(f)表示波浪能量密度，tr表示波浪能量装置面对波浪变化所响应的时间。
26、优选地，在步骤2)中，混合能源发电系统的负荷模型为：
27、
28、其中，δf为混合能源系统的频率偏差，δpb为储能系统的输出功率，为飞艇式阵列高空风力发电系统的输出功率，δpw,p为海上漂浮式风电系统的输出功率，δpc为洋流能发电系统的输出功率，δps为波浪能发电系统的输出功率，δptie为混合能源的之间的联络线偏差，δpl为混合能源受到的负载，m为波浪能之间的惯性时间常数，d为负荷的频率调节效应系数；
29、其中各个能源发电系统之间的联络功率偏差动态物理模型为：
30、
31、其中ta为能源系统间的同步系数，xij为能源系统间的联络线电抗，s为变换系数，ui、uj和分别为区域i、区域j的端电压和相角。
32、优选地，在步骤4)中，预先制定的多能源发电系统互补与协同控制策略中，构建的目标函数为：
33、
34、其中，ξ1、ξ2、ξ3和ξ4为优化目标的权重系数；
35、各能源系统的最优出力计划为：
36、
37、ph,t为多能源发电系统在t时刻为海水电解氢能的所需功率，和分别表示飞艇式阵列高空风力发电系统、海上漂浮式风电系统、洋流能发电系统和波浪能发电系统的能源分配因子。
38、本发明还公开了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
39、本发明进一步公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
40、本发明还公开了一种计算机设备，包括相互连接的存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
41、与现有技术相比，本发明的优点在于：
42、本发明的控制方法通过整合储能系统、飞艇式阵列高空风力发电系统、海上漂浮式风电系统、洋流能发电系统和波浪能发电系统等多元化能源系统，通过多能源互补协同的控制技术，实现不同能源之间的优势互补和综合利用，提高能源供应的稳定性和可靠性，旨在实现混合能源的综合利用与转换，为海水电解制氢过程提供稳定电能并实现就地消纳。
43、本发明通过建立混合能源系统综合物理模型，并设计一套针对多元化能源系统的协同调度策略和优化调度模型，为海水电解制氢系统提供稳定、高效的电能供应，并最大化新能源的消纳，提升制氢效率。
1.一种供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，其特征在于，步骤1)中的储能系统模型为：
3.根据权利要求2所述的供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，其特征在于，步骤1)中的飞艇式阵列高空风力发电系统模型为：
4.根据权利要求3所述的供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，其特征在于，在飞艇式阵列高空风力发电系统模型中，引入一个湍流模型来调整功率输出，考虑湍流影响的功率表示为：
5.根据权利要求4所述的供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，其特征在于，步骤1)中的海上漂浮式风电系统模型为：
6.根据权利要求5所述的供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，其特征在于，步骤1)中的洋流能发电系统模型为：
7.根据权利要求6所述的供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，其特征在于，在步骤2)中，混合能源发电系统的负荷模型为：
8.根据权利要求6所述的供海水制氢的飞艇阵列高空风电集成发电系统协同控制方法，其特征在于，在步骤4)中，预先制定的多能源发电系统互补与协同控制策略中，构建的目标函数为：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1-8中任意一项所述方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括相互连接的存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1-8中任意一项所述方法的步骤。
