一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，所述控制系统包括：风力采集云平台、风力发电机、微网负荷、制氢装置和制氢微网监控装置；所述风力采集云平台与所述风力发电机连接；所述风力发电机与所述制氢微网监控装置连接，所述风力发电机用于将所述风能转换成电能，并将所述电能发送至所述制氢微网监控装置；所述微网负荷与所述制氢微网监控装置连接；所述制氢微网监控装置与所述制氢装置连接，所述制氢微网监控装置用于根据所述负荷状态和所述电能控制所述制氢装置的制造氢气的体积。能够实时监控所述电能控制所述制氢装置的工作状态，保证了系统的安全运行。

A Safe Operation Control System and Method for Hydrogen Generation Microgrid from Abandoned Wind Power

The invention discloses a safe operation control system of a microgrid for hydrogen production from wind power. The control system comprises a wind power acquisition cloud platform, a wind power generator, a microgrid load, a hydrogen production device and a hydrogen production microgrid monitoring device; the wind power acquisition cloud platform is connected with the wind power generator; the wind power generator is connected with the hydrogen production microgrid monitoring device, and the wind power generator is used for the hydrogen production microgrid monitoring device. The wind energy is converted into electric energy, and the electric energy is transmitted to the hydrogen production micro-network monitoring device; the micro-network load is connected with the hydrogen production micro-network monitoring device; the hydrogen production micro-network monitoring device is connected with the hydrogen production device, and the hydrogen production micro-network monitoring device is used to control the hydrogen production volume of the hydrogen production device according to the load state and the electric energy. The utility model can monitor and control the working state of the hydrogen production device in real time and ensure the safe operation of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统及方法
本专利技术涉及风能电力消纳领域，特别是涉及一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统及方法。
技术介绍
随着可再生能源行业的快速发展，风能电力因消纳困难，引发三北地区严重的弃风现象，尤其是在风资源富足，而用电负荷贫瘠的地区。现有技术中，为了实现微电网中更好地消纳风电等可再生资源，可采用机组备用、环保调度、储能用能、设备调控等设备和措施。其中，通过调度和控制手段实现风能充分消纳的方法主要是以调度运行经济性、环保为目标，优化模型的主要方法可利用场景模拟通过经济调度减少风电随机性对微电网的影响，由于风电预测误差影响备用容量，考虑风电预测误差成本的经济调度能够实现微电网对风电的消纳。增加调节或者储能设备参与平抑风电波动，是解决风电充分利用的有效手段，运用微型燃气轮机与风电互补，能够减少风电波动性对微电网的影响，增加蓄电池储能装置并考虑蓄电池寿命用于经济调度。现有技术中从微网运行的经济性进行考虑，在考虑经济运行的同时并没有考虑微网的安全运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够提高弃风电力制氢微网运行的安全性的弃风电力制氢微网安全运行控制系统及方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，所述控制系统包括：风力采集云平台、风力发电机、微网负荷、制氢装置和制氢微网监控装置；所述风力采集云平台与所述风力发电机连接，所述风力采集云平台用于采集当地的风能，并将所述风能发送至所述风力发电机；所述风力发电机与所述制氢微网监控装置连接，所述风力发电机用于将所述风能转换成电能，并将所述电能发送至所述制氢微网监控装置；所述微网负荷与所述制氢微网监控装置连接，所述微网负荷用于采集微网运行时的负荷状态，并将所述负荷状态发送至所述制氢微网监控装置；所述制氢微网监控装置与所述制氢装置连接，所述制氢微网监控装置用于根据所述负荷状态和所述电能控制所述制氢装置的制造氢气的体积。可选的，所述控制系统还包括：公用电网，与所述制氢微网监控装置连接，用于为所述制氢微网监控装置提供电能。可选的，所述制氢微网监控装置具体包括：储氢罐和加氢站；所述储氢罐用于储存氢气；所述加氢站与所述储氢罐连接，所述加氢站用于向所述储氢罐中填充氢气。为了实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：一种弃风电力制氢微网安全运行控制方法，所述控制方法应用于上述权利要求3所述的一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，其特征在于，所述控制方法具体包括：获取弃风电力制氢微网安全运行的调度指令，所述调度指令包括调度负荷、风电负荷；所述调度负荷与所述风电负荷的差为所述弃风电力制氢微网的电力负荷；根据所述弃风电力制氢微网的电力负荷调整所述制氢微网监控装置的工作状态。可选的，所述根据所述弃风电力制氢微网的电力负荷调整所述制氢微网监控装置的工作状态具体包括：判断所述弃风电力制氢微网的电力负荷是否大于负荷阈值，如果是，保持所述制氢微网监控装置的当前的制造氢气的状态；否则，增加所述制氢微网监控装置的制造氢气的容量。可选的，所述增加所述制氢微网监控装置的制造氢气的容量具体包括：判断所述制氢微网监控装置中的储氢罐的安全裕量是否大于安全阈值，如果是，一直满负荷制造氢气；否则，根据所述安全裕量和所述安全阈值计算加入氢气的时间；根据所述加入氢气的时间控制所述制氢微网监控装置加入氢气的状态。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开了一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，所述控制系统包括：风力采集云平台、风力发电机、微网负荷、制氢装置和制氢微网监控装置；所述风力采集云平台与所述风力发电机连接，所述风力采集云平台用于采集当地的风能，并将所述风能发送至所述风力发电机；所述风力发电机与所述制氢微网监控装置连接，所述风力发电机用于将所述风能转换成电能，并将所述电能发送至所述制氢微网监控装置；所述微网负荷与所述制氢微网监控装置连接，所述微网负荷用于采集微网运行时的负荷状态，并将所述负荷状态发送至所述制氢微网监控装置；所述制氢微网监控装置与所述制氢装置连接，所述制氢微网监控装置用于根据所述负荷状态和所述电能控制所述制氢装置的制造氢气的体积。所述制氢微网监控装置用于根据所述负荷状态和所述电能控制所述制氢装置的制造氢气的体积，能够实时监控所述电能控制所述制氢装置的工作状态，保证了系统的安全运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的弃风电力制氢微网安全运行控制系统的组成框图；图2为仿真风速模型；图3为电网负荷需求曲线；图4为风电单独并网上网功率；图5-1为风速随时间的变化曲线；图5-2为风电输出功率的变化曲线；图5-3为桨距角随时间变化的曲线；图5-4为风能利用系数随时间变化的曲线；图5-5为电磁转矩随时间变化的曲线；图5-6为机械转矩随时间变化的曲线；图6为风电制氢系统并网功率随时间变化的曲线；图7为风电制氢系统风电功率变化曲线；图8为储氢罐内的压强变化曲线图；图9为燃料电池功率变化曲线；图10为电解槽功率变化曲线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种能够提高弃风电力制氢微网运行的安全性的弃风电力制氢微网安全运行控制系统及方法。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，本专利技术提供了一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，所述控制系统包括：风力采集云平台1、风力发电机2、微网负荷6、制氢装置5和制氢微网监控装置3；所述风力采集云平台1与所述风力发电机2连接，所述风力采集云平台1用于采集当地的风能，并将所述风能发送至所述风力发电机2；所述风力发电机2与所述制氢微网监控装置3连接，所述风力发电机2用于将所述风能转换成电能，并将所述电能发送至所述制氢微网监控装置3；所述微网负荷6与所述制氢微网监控装置3连接，所述微网负荷6用于采集微网运行时的负荷状态，并将所述负荷状态发送至所述制氢微网监控装置3；所述制氢微网监控装置3与所述制氢装置5连接，所述制氢微网监控装置3用于根据所述负荷状态和所述电能控制所述制氢装置5的制造氢气的体积。如图1所示，所述控制系统还包括：公用电网4，与所述制氢微网监控装置3连接，用于为所述制氢微网监控装置3提供电能。所述制氢微网监控装置3具体包括：储氢罐和加氢站；所述储氢罐用于储存氢气；所述加氢站与所述储氢罐连接，所述加氢站用于向所述储氢罐中填充氢气。为了实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：一种弃风电力制氢微网安全运行控制方法，所述控制方法应用于上述权利要求3所述的一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，其特征在于，所述控制方法具体包括：获取弃风电力制氢微网安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：风力采集云平台、风力发电机、微网负荷、制氢装置和制氢微网监控装置；所述风力采集云平台与所述风力发电机连接，所述风力采集云平台用于采集当地的风能，并将所述风能发送至所述风力发电机；所述风力发电机与所述制氢微网监控装置连接，所述风力发电机用于将所述风能转换成电能，并将所述电能发送至所述制氢微网监控装置；所述微网负荷与所述制氢微网监控装置连接，所述微网负荷用于采集微网运行时的负荷状态，并将所述负荷状态发送至所述制氢微网监控装置；所述制氢微网监控装置与所述制氢装置连接，所述制氢微网监控装置用于根据所述负荷状态和所述电能控制所述制氢装置的制造氢气的体积。

【技术特征摘要】
1.一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：风力采集云平台、风力发电机、微网负荷、制氢装置和制氢微网监控装置；所述风力采集云平台与所述风力发电机连接，所述风力采集云平台用于采集当地的风能，并将所述风能发送至所述风力发电机；所述风力发电机与所述制氢微网监控装置连接，所述风力发电机用于将所述风能转换成电能，并将所述电能发送至所述制氢微网监控装置；所述微网负荷与所述制氢微网监控装置连接，所述微网负荷用于采集微网运行时的负荷状态，并将所述负荷状态发送至所述制氢微网监控装置；所述制氢微网监控装置与所述制氢装置连接，所述制氢微网监控装置用于根据所述负荷状态和所述电能控制所述制氢装置的制造氢气的体积。2.根据权利要求1所述的一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：公用电网，与所述制氢微网监控装置连接，用于为所述制氢微网监控装置提供电能。3.根据权利要求1所述的一种弃风电力制氢微网安全运行控制系统，其特征在于，所述制氢微网监控装置具体包括：储氢罐和加氢站；所述储氢罐用于储存氢气；所述加氢站与所述储氢罐连接，所述加氢站用于向所述储氢罐中填充氢气。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：邓英，拉西得，王恩予，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11