【技术实现步骤摘要】
一种风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统及方法
本专利技术涉及一种风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统及方法,能充分利用弃风、弃光能源并转化为氢能存储,通过质子交换膜燃料电池发电可满足用电高峰或无风无光情况下的负荷需求,属于多能互补混合发电
技术介绍
随着能源结构调整和供给侧结构性改革的不断深入,为了进一步提升清洁能源比重,势必将大幅增加太阳能、风电的发电比例,然而受限于电源、电网、负荷等因素的影响,风、光电等可再生能源消纳问题一直是发展可再生能源的重要任务,目前弃风、弃光的形势依然严峻。质子交换膜燃料电池随着技术突破,其可靠性、性能指标、寿命周期都大幅提升,已经进入商业运行阶段。质子交换膜燃料电池通过氢气和氧气的电化学反应,将燃料的化学能直接转化为电能,不需要经过热机卡诺循环,反应产物为水,是清洁、高效、环保的第四代发电技术。基于此,提出一种充分利用弃风、弃光能源,联合质子交换膜燃料电池,形成风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统。这种混合发电系统可显著提高能源的利用效率,减少化石燃料的消耗,环境友好、清洁节能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统及方法,通过质子交换膜燃料电池消纳弃风、弃光的能源,解决弃风、弃光问题,同时为终端负载提供多种发电形式的电力。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是:一种风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统,其特征是,包括光伏阵列、一号DC/DC转换器、直流总线、二号DC/DC转换器、电解槽、风力 ...
【技术保护点】
1.一种风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统,其特征是,包括光伏阵列(1)、一号DC/DC转换器(2)、直流总线(3)、 二号DC/DC转换器(4)、电解槽(5)、风力发电机(6)、 三号DC/DC转换器(7)、超级电容(8)、储氢罐(9)、储氧罐(10)、终端负载(11)、交流总线(12)、DC/AC转换器(13)、双向DC/DC转换器(14)、质子交换膜燃料电池(15)、母线开关(16)和电网(17);所述光伏阵列(1)通过一号DC/DC转换器(2)与直流总线(3)连接,所述风力发电机(6)通过三号DC/DC转换器(7)与直流总线(3)连接;所述直流总线(3)通过DC/AC转换器(13)与交流总线(12)连接,所述交流总线(12)与终端负载(11)连接;所述直流总线(3)还与二号DC/DC转换器(4)连接,所述二号DC/DC转换器(4)分别与电解槽(5)和超级电容(8)连接,所述电解槽(5)分别与储氢罐(9)和储氧罐(10)连接,所述储氢罐(9)和储氧罐(10)均与质子交换膜燃料电池(15)连接;所述超级电容(8)和质子交换膜燃料电池(15)均通过双向DC/DC转换器(1 ...
【技术特征摘要】
1.一种风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统,其特征是,包括光伏阵列(1)、一号DC/DC转换器(2)、直流总线(3)、二号DC/DC转换器(4)、电解槽(5)、风力发电机(6)、三号DC/DC转换器(7)、超级电容(8)、储氢罐(9)、储氧罐(10)、终端负载(11)、交流总线(12)、DC/AC转换器(13)、双向DC/DC转换器(14)、质子交换膜燃料电池(15)、母线开关(16)和电网(17);所述光伏阵列(1)通过一号DC/DC转换器(2)与直流总线(3)连接,所述风力发电机(6)通过三号DC/DC转换器(7)与直流总线(3)连接;所述直流总线(3)通过DC/AC转换器(13)与交流总线(12)连接,所述交流总线(12)与终端负载(11)连接;所述直流总线(3)还与二号DC/DC转换器(4)连接,所述二号DC/DC转换器(4)分别与电解槽(5)和超级电容(8)连接,所述电解槽(5)分别与储氢罐(9)和储氧罐(10)连接,所述储氢罐(9)和储氧罐(10)均与质子交换膜燃料电池(15)连接;所述超级电容(8)和质子交换膜燃料电池(15)均通过双向DC/DC转换器(14)与直流总线(3)连接;所述电网(17)通过母线开关(16)与交流总线(12)连接。2.根据权利要求1所述的风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统,其特征是,所述质子交换膜燃料电池(15)与电解槽(5)连接。3.根据权利要求2所述的风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统,其特征是,所述光伏阵列(1)和风力发电机(6)产生电力分别通过一号DC/DC转换器(2)和三号DC/DC转换器(7)向直流总线(3)供电,一方面可以通过所述DC/AC转换器(13)和交流总线(12)直接为终端负载(11)提供电负荷,另一方面富余的电力用于为电解槽(5)供电,通过电解水,将电力转化为化学能形式储存在所述储氢罐(9)和储氧罐(10)内,或通过所述二号DC/DC转换器(4)以电的形式储存在超级电容(8)内。4.根据权利要求3所述的风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统,其特征是,当有负载需求时,所述光伏阵列(1)和风力发电机(6)产生的电力分别通过一号DC/DC转换器(2)和三号DC/DC转换器(7)向直流总线(3)供电,并经过所述DC/AC转换器(13)与所述交流总线(12),不需通过储能环节,直接向终端负载(11)供电。5.根据权利要求3所述的风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统,其特征是,当终端负载(11)无法完全消纳光伏阵列(1)和风力发电机(6)所产生的电力时,富余的电力首先用于为所述电解槽(5)供电,通过电解水,将电力转化为化学能形式储存在所述储氢罐(9)和储氧罐(10)内,其次通过所述二号DC/DC转换器(4)以电的形式储存在超级电容(8)内。6.根据权利要求3所述的风、光、质子交换膜燃料电池多能互补混合发电系统,其特征是,当光伏阵列(1)与风力发电机(6)...
【专利技术属性】
技术研发人员:周崇波,田鑫,吕文博,马汝坡,代勇,
申请(专利权)人:华电电力科学研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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