一种水光氢互补微网发电系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及水力发电技术领域，具体涉及一种水光氢互补微网发电系统及方法。包括由水力发电系统和光伏发电系统组成的水光互补系统、氢储能系统、AC/DC装置，DC/AC装置和氢燃料电池，所述水光互补系统的电源输出端通过AC/DC装置与氢储能系统的电源输入端连接，所述氢储能系统的氢气出气口通过管路与氢燃料电池氢气进气口，所述氢燃料电池的电源输出端通过DC/AC装置向负荷供电。将水光互补系统发出的多余电能进行电解水制氢，并在供电不足时提供电能，有效提高可再生资源利用率、减小运行维护成本，并使供电更稳定。

A micro grid power generation system and method based on water, light and hydrogen

【技术实现步骤摘要】
一种水光氢互补微网发电系统及方法
本专利技术涉及水力发电
，具体涉及一种水光氢互补微网发电系统及方法。
技术介绍
我国水资源丰富，水电建设取得了举世瞩目的成就，其经济和社会效益显著，但也存在着一些不容忽视的问题。如部分水电站送电区域用电负荷与自然径流不协调，在西部偏远地区，水力发电站的发电能力受季节和自然条件的影响很大，而且水电站一旦投产，装机容量再次扩容困难。我国西部地区大部分为高海拔地区，太阳能资源非常丰富，适合发展光伏发电。而光伏电站受日照时间及强度影响，光伏间歇、波动不稳定且具有储能密度低、储能时间短及太阳能蓄电池使用寿命短等问题。因此当太阳光照强时，用光伏发电，水电停用或者少发。当天气变化或夜晚时候，利用水轮机组的快速调节，将光伏间歇、波动、随机的功率不稳定的锯齿型光伏电源，调整为均衡、优质、安全，更加友好的平滑稳定电源。现有的水光互补系统相较于单独的水利发电和光伏发电，虽然具有更出色、更稳定的供电能力，但由于负荷存在高峰和低谷，水光互补系统依然存在负荷高峰时供电不足，负荷低谷时产能过剩的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种能够避免负荷高峰供电不足，避免产能过剩，使供电更稳定，能源利用率大大提高的水光氢互补微网发电系统及方法。本专利技术一种水光氢互补微网发电系统，其技术方案为：包括由水力发电系统和光伏发电系统组成的水光互补系统、氢储能系统、AC/DC装置，DC/AC装置和氢燃料电池，所述水光互补系统的电源输出端通过AC/DC装置与氢储能系统的电源输入端连接，所述氢储能系统的氢气出气口通过管路与氢燃料电池氢气进气口，所述氢燃料电池的电源输出端通过DC/AC装置向负荷供电。较为优选的，还包括DC/DC装置，所述AC/DC装置输出端通过DC/DC装置与氢储能系统的电源输入端连接。本专利技术一种水光氢互补微网发电方法，其技术方案为：对水光互补系统的供电状况进行监测，当水光互补系统产生的电能超出负荷量时，将水光互补系统多余的电能输出至氢储能系统电解水制氢，并在水光互补系统产生的电能低于负荷量时，将制得的氢气输出至氢燃料电池，产生电能为负荷供电。较为优选的，所述氢储能系统内的电解水为水电站内水资源。较为优选的，所述氢燃料电池产生的氢气向直流系统供电或通过直流转交流后向负荷供电。本专利技术的有益效果为：本系统将水光互补系统发出的多余电能进行电解水制氢，并在供电不足时提供电能，有效提高可再生资源利用率、减小运行维护成本，并使供电更稳定。可直接应用太阳能资源充足，而水电受季节和自然条件影响较大的地区，对可再生能源的开发利用和推广具有重要意义。附图说明图1为本专利技术一种水光氢互补微网发电系统的连接示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，便于清楚地了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。如图1所示，本专利技术一种水光氢互补微网发电系统，包括由水力发电系统和光伏发电系统组成的水光互补系统、氢储能系统、AC/DC装置，DC/AC装置和氢燃料电池。水光互补系统的电源输出端通过AC/DC装置与氢储能系统的电源输入端连接，氢储能系统的氢气出气口通过管路与氢燃料电池氢气进气口，氢燃料电池的电源输出端通过DC/AC装置向负荷供电。还包括DC/DC装置，AC/DC装置输出端通过DC/DC装置与氢储能系统的电源输入端连接。水力发电系统用于利用水轮发电机将水能转换成电能，然后经过AC/AC交流整流装置输向负荷端。光伏发电系统用于利用光伏阵列将光能转换成电能，通过水光互补，将光伏间歇、波动、随机的功率不稳定的锯齿型光伏电源，调整为均衡、优质、安全，更加友好的平滑稳定电源。然后经过AC/AC交流整流装置输向负荷端。其中，水光互补系统发出的多余电能可经过AC/DC及DC/DC整流装置，整流成电解制氢系统所需的直流电力。氢储能系统包括水电解制氢装置，水电解制氢装置电解槽内的电解水由水电站提供，电解水所需的直流电力由水光互补系统发出的多余电能提供。氢储能系统电解水产生的氢气可输出至氢燃料电池转化为直流电力，该直流电力可向直流系统供电或通过DC/AC系统向负荷供电。对水光互补系统的供电状况进行监测，当水光互补系统产生的电能超出负荷量时，将水光互补系统多余的电能输出至氢储能系统电解水制氢，并在水光互补系统产生的电能低于负荷量时，将制得的氢气输出至氢燃料电池，产生电能为负荷供电。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水光氢互补微网发电系统，其特征在于：包括由水力发电系统和光伏发电系统组成的水光互补系统、氢储能系统、AC/DC装置，DC/AC装置和氢燃料电池，所述水光互补系统的电源输出端通过AC/DC装置与氢储能系统的电源输入端连接，所述氢储能系统的氢气出气口通过管路与氢燃料电池氢气进气口连接，所述氢燃料电池的电源输出端通过DC/AC装置向负荷供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种水光氢互补微网发电系统，其特征在于：包括由水力发电系统和光伏发电系统组成的水光互补系统、氢储能系统、AC/DC装置，DC/AC装置和氢燃料电池，所述水光互补系统的电源输出端通过AC/DC装置与氢储能系统的电源输入端连接，所述氢储能系统的氢气出气口通过管路与氢燃料电池氢气进气口连接，所述氢燃料电池的电源输出端通过DC/AC装置向负荷供电。


2.根据权利要求1所述的水光氢互补微网发电系统，其特征在于：还包括DC/DC装置，所述AC/DC装置输出端通过DC/DC装置与氢储能系统的电源输入端连接。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，桂绍波，杨家胜，王华军，郑涛平，邹海青，何昌炎，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42