基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统及方法制造方法及图纸

基于风光‑电热气转换模块的多储能装置协调系统及方法，属于能源技术领域；该系统主要包括风光‑电热气转换模块、控制模块、吸收式制冷机、吸收式热泵、压缩式制冷机、压缩式热泵、储热装置、储冷装置和管道电磁阀组；该方法包括计算系统实时输出输入功率比；获取储冷、储热装置当前储量和储氢装置预测发电量；根据实时输入输出关系参数比，储热、储冷、储氢装置的储存情况，通过控制继电器组和风光‑电热气转换模块进行系统调整；根据储热装置和储冷装置储能状态控制管道电磁阀、压缩式制冷机及压缩式热泵工作；本发明专利技术可根据不同需求提供多样工作方式；既能保证能量合理利用，使系统保持较高的效率和灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源
，具体涉及基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统及方法。
技术介绍
能源一直在人类的社会和经济发展过程中扮演着重要的角色。目前，石油、煤炭和天然气等不可再生的化石能源依然是人类社会赖以生存的主要能源。由于全球经济和人口数量在不断地快速增长，世界对能源的需求也在日益增长。但是，由于这些化石能源的不可再生性，随着人类的过度开采，不可再生的化石能源即将面临枯竭。这使得能源危机问题日益突出。与此同时，大量使用化石燃料也对地球环境产生了严重的负面影响。例如，大量化石燃料在使用后产生的物质可造成严重的环境污染，导致全球气候变暖，破坏大自然生态平衡等。为了应对能源危机以及减轻化石能源对环境的影响，人们不断探索新能源的使用方法，如利用风能、太阳能、潮汐能或者地热能等绿色能源来弥补能源缺口，改善环境。以化石能源集中式利用为特征的传统经济和社会发展模式正在逐步发生变革，而以新能源技术和互联网技术为代表的第三次工业革命正在兴起。能源互联网是以电力系统为核心，以互联网及其他前沿信息技术为基础，以分布式可再生能源为主要一次能源，与天然气网络、交通网络等其他系统紧密耦合而形成的复杂多网流系统。作为第三次工业革命的核心技术，能源互联网力图推动分布式可再生能源的大规模利用与分享，最终实现改变能源利用模式，推动经济与社会可持续发展的目的。能源行业变革的最终目标是建立更加高效、安全与可持续的能源利用模式，从而解决能源利用这一人类社会面临的重大难题。作为能源互联网大系统下的基础单元，微网系统受到广泛关注，它由分布式能源(如风力发电、光伏发电、储能装置等)以及负荷等部分组成，具备并网、孤岛两种运行模式，成为分布式发电高效管理与利用的一种新型方案。利用能量协调优化与管理技术，微网能够为可再生能源的规模化接入提供有效的技术手段，可以实现综合能源的高效利用以及系统的安全稳定运行。用以及系统的安全稳定运行。微网运行过程中，控制是微网能够正常稳定运行的核心问题与关键技术，正确的控制策略能使微网运行在最优状态，既能稳定可靠地供给负荷，又能降低损耗节省能源的消耗。当微网的运行方式发生变化时，即系统内的负荷或者系统的结构有所改变，为了保证微网能够保持对在线负荷的稳定供电，此时必须对微网内的微源和开关进行控制与调节，才能满足负荷的电力需求。当电网出现故障或者电能质量不能达到要求时，也需要有相应的控制策略来实现微网的联网运行或者孤岛运行之间的切换。分布于用户侧附近的分布式冷热电联供系统和清洁可再生能源供能技术逐步成为全球能源领域的研究热点，更是微网系统能够稳定运行的另一核心技术。风力、太阳能等受自然条件影响，其输出功率具有间歇性、随机性等特点，这类可再生能源规模化并网给电网的稳定运行带来了巨大的挑战。很多情况下，负荷侧的需求与分布式清洁可再生能源的能源供应难以匹配，带来了大规模弃风、弃电等能源浪费的现象。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统及方法。本专利技术的技术方案：基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统，其特征在于，包括：风光-电热气转换模块、控制模块、生物质气化装置、燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机、吸收式热泵、压缩式制冷机、压缩式热泵、储热装置、储冷装置、发电机组、交流母线、并网控制开关、交流变换器、其他氢气利用装置和管道电磁阀组；所述管道电磁阀组包括第1管道电磁阀、第2管道电磁阀和第3管道电磁阀；所述风光-电热气转换模块，包括：风力发电机、光伏电池阵列、光电催化制氢装置、真空集热器、整流器、逆变器、直流母线、PEM燃料电池、贮气罐、双向流控制器、储氢装置、光能转化方式选择继电器和储氢输出电磁阀；所述控制模块包括：ARM处理器、风光条件检测器、电功率检测器、冷/热功率检测器、输入功率检测器、继电器组、键盘输入模块和显示屏；所述风力发电机组的输出端通过整流器连接直流母线第1输入端，光能转化方式选择继电器第1输出端连接光伏电池阵列输入端，光伏电池阵列输出端连接直流母线第2输入端，直流母线输出端通过逆变器连接交流母线第1输入端，光能转化方式选择继电器第2输出端连接光电催化制氢装置输入端，光电催化制氢装置连接贮气罐，贮气罐连接多向流控制器输入端，双向流控制器输出端分别连接储氢装置输入端和氢气输出管道，氢气输出管道连接其他氢气利用装置；储氢装置输出端连接储氢输出电磁阀，储氢输出电磁阀连接燃料电池，燃料电池分别连接生物质气化装置输入口和直流母线第3输入端。所述生物质气化装置出气口连接连接燃气轮机第1燃料进气口，第1管道电磁阀出气口链接燃气轮机第2燃料进气口，燃气轮机出气口连接余热锅炉进气口，燃气轮机通过芯轴与发电机组相连，发电机组连接交流变换器输入端，交流变换器输出端连接交流母线输入端；余热锅炉的蒸汽出口连接储热装置、吸收式制冷机蒸汽入口和吸收式热泵的蒸汽入口，储热装置出口通过第2管道电磁阀连接热负荷，吸收式制冷机输出端连接储冷装置入口，储冷装置出口通过第3管道电磁阀连接冷负荷，交流母线通过并网控制开关连接市电网络，交流母线输出端连接电负荷；交流母线输出端分别连接压缩式热泵、压缩式制冷机、吸收式制冷机和吸收式热泵，压缩式制冷机和吸收式制冷机输出端均连接冷负荷，压缩式热泵和吸收式热泵输出端均连接热负荷；所述风光条件监测器连接ARM处理器第1输入端，储氢装置连接ARM处理器第2输入端，储热装置连接ARM处理器第3输入端，储冷装置连接ARM处理器第4输入端，电功率检测器输入端连接电负荷，电功率检测器输出端连接ARM处理器第5输入端，冷/热功率检测器输入端分别连接冷负荷和热负荷，冷/热功率检测器输出端连接ARM处理器第6输入端，输入功率检测器输入端连接生物质气化装置，输入功率检测器输出端连接ARM处理器第7输入端，键盘输入模块连接ARM处理器第8输入端，继电器组一端连接ARM处理器的第1输出端，继电器组另一端分别连接并网控制开关、压缩式制冷机、压缩式热泵和管道电磁阀组，光能转化方式选择继电器和储氢输出电磁阀分别连接ARM处理器的第2输出端和第3输出端；显示屏连接ARM处理器的第4输出端。采用基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统的基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调方法，包括如下步骤：步骤1：向风光-电热气转换模块输入风能和太阳能，向生物质气化装置输入固定功率的生物质能，向第1电磁阀入口输入化石燃料，ARM处理器启动定时器T0；步骤2：输入功率检测器实时检测生物质能输入功率并发送给ARM处理器存储；步骤3：风光条件检测器分别采集当地风速ω和当地光强ξ并发送给ARM处理器；步骤4：ARM处理器根据当地风速ω和当地光强ξ计算风力发电机发电功率和光伏电池阵列发电功率步骤5：电功率检测器实时检测电负荷耗电功率冷/热功率检测器实时检测热负荷功率和冷负荷功率步骤6：ARM处理器计算功率的匹配功率Pneed，并计算实时输出输入功率比γreal-time：步骤6-1：计算输出侧输出功率的匹配功率Pneed：其中，λe、λh、λc分别为电、热、冷输出对应的当量因子，ue、uh、uc分别为电、热、冷输出对应的差分因子，当量因子与差分因子的值由微网系统中各能量转换装置的工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于风光‑电热气转换模块的多储能装置协调系统，其特征在于，包括：风光‑电热气转换模块、控制模块、生物质气化装置、燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机、储热装置、储冷装置、交流母线、并网控制开关和管道电磁阀；所述风光‑电热气转换模块，包括：风力发电机、光伏电池阵列、光电催化制氢装置、整流器、逆变器、直流母线、燃料电池、储氢装置、光能转化方式选择继电器和储氢输出电磁阀；所述控制模块包括：ARM处理器、风光条件检测器、电功率检测器、冷/热功率检测器、输入功率检测器和继电器组；所述风力发电机的输出端通过整流器连接直流母线第1输入端，光能转化方式选择继电器第1输出端连接光伏电池阵列输入端，光伏电池阵列输出端连接直流母线第2输入端，直流母线输出端通过逆变器连接交流母线第1输入端，光能转化方式选择继电器第2输出端连接光电催化制氢装置输入端，光电催化制氢装置输出端连接储氢装置输入端，储氢装置输出端连接储氢输出电磁阀，储氢输出电磁阀连接燃料电池，燃料电池分别连接生物质气化装置输入口和直流母线第3输入端；所述生物质气化装置出气口连接连接燃气轮机第1燃料进气口，管道电磁阀出气口链接燃气轮机第2燃料进气口，燃气轮机出气口连接余热锅炉进气口，余热锅炉的蒸汽出口连接储热装置和吸收式制冷机蒸汽入口，储热装置出口连接热负荷，吸收式制冷机输出端连接储冷装置入口，储冷装置出口连接冷负荷，交流母线通过并网控制开关连接市电网络，交流母线输出端连接电负荷；所述风光条件监测器连接ARM处理器第1输入端，储氢装置连接ARM处理器第2输入端，储热装置连接ARM处理器第3输入端，储冷装置连接ARM处理器第4输入端，电功率检测器输入端连接电负荷，电功率检测器输出端连接ARM处理器第5输入端，冷/热功率检测器输入端分别连接冷负荷和热负荷，冷/热功率检测器输出端连接ARM处理器第6输入端，输入功率检测器输入端连接生物质气化装置，输入功率检测器输出端连接ARM处理器第7输入端，继电器组一端连接ARM处理器的第1输出端，继电器组另一端分别连接并网控制开关和管道电磁阀，光能转化方式选择继电器和储氢输出电磁阀分别连接ARM处理器的第2输出端和第3输出端。...

【技术特征摘要】
1.基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统，其特征在于，包括：风光-电热气转换模块、控制模块、生物质气化装置、燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机、储热装置、储冷装置、交流母线、并网控制开关和管道电磁阀；所述风光-电热气转换模块，包括：风力发电机、光伏电池阵列、光电催化制氢装置、整流器、逆变器、直流母线、燃料电池、储氢装置、光能转化方式选择继电器和储氢输出电磁阀；所述控制模块包括：ARM处理器、风光条件检测器、电功率检测器、冷/热功率检测器、输入功率检测器和继电器组；所述风力发电机的输出端通过整流器连接直流母线第1输入端，光能转化方式选择继电器第1输出端连接光伏电池阵列输入端，光伏电池阵列输出端连接直流母线第2输入端，直流母线输出端通过逆变器连接交流母线第1输入端，光能转化方式选择继电器第2输出端连接光电催化制氢装置输入端，光电催化制氢装置输出端连接储氢装置输入端，储氢装置输出端连接储氢输出电磁阀，储氢输出电磁阀连接燃料电池，燃料电池分别连接生物质气化装置输入口和直流母线第3输入端；所述生物质气化装置出气口连接连接燃气轮机第1燃料进气口，管道电磁阀出气口链接燃气轮机第2燃料进气口，燃气轮机出气口连接余热锅炉进气口，余热锅炉的蒸汽出口连接储热装置和吸收式制冷机蒸汽入口，储热装置出口连接热负荷，吸收式制冷机输出端连接储冷装置入口，储冷装置出口连接冷负荷，交流母线通过并网控制开关连接市电网络，交流母线输出端连接电负荷；所述风光条件监测器连接ARM处理器第1输入端，储氢装置连接ARM处理器第2输入端，储热装置连接ARM处理器第3输入端，储冷装置连接ARM处理器第4输入端，电功率检测器输入端连接电负荷，电功率检测器输出端连接ARM处理器第5输入端，冷/热功率检测器输入端分别连接冷负荷和热负荷，冷/热功率检测器输出端连接ARM处理器第6输入端，输入功率检测器输入端连接生物质气化装置，输入功率检测器输出端连接ARM处理器第7输入端，继电器组一端连接ARM处理器的第1输出端，继电器组另一端分别连接并网控制开关和管道电磁阀，光能转化方式选择继电器和储氢输出电磁阀分别连接ARM处理器的第2输出端和第3输出端。2.根据权利要求1所述的基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统，其特征在于，还包括：发电机组、交流变换器、吸收式热泵、压缩式制冷机和压缩式热泵；所述燃气轮机通过芯轴与发电机组相连，发电机组连接交流变换器输入端，交流变换器输出端连接交流母线输入端；所述余热锅炉蒸汽出口连接吸收式热泵的蒸汽入口，交流母线输出端分别连接压缩式热泵、压缩式制冷机、吸收式制冷机和吸收式热泵，压缩式制冷机和吸收式制冷机输出端均连接冷负荷，压缩式热泵和吸收式热泵输出端均连接热负荷；压缩式制冷机和压缩式热泵均通过继电器组与ARM处理器相连。3.根据权利要求1所述的基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统，其特征在于，还包括：贮气罐、双向流控制器和其他氢气利用装置；光电催化制氢装置连接贮气罐，贮气罐连接多向流控制器输入端，双向流控制器输出端分别连接储氢装置输入端和氢气输出管道，氢气输出管道连接其他氢气利用装置。4.利用权利要求1所述的基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调系统的基于风光-电热气转换模块的多储能装置协调方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秋野，曾志杰，刘润铿，马大中，黄博南，王善渊，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21