一种混合可再生能源耦合制氢方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种混合可再生能源耦合制氢方法及其系统，方法包括：构建生物质

【技术实现步骤摘要】
一种混合可再生能源耦合制氢方法及其系统


[0001]本专利技术涉及可再生能源消纳
，尤其涉及一种混合可再生能源耦合制氢方法，以及应用该控制方法的一种混合可再生能源耦合制氢系统。

技术介绍

[0002]全球能源安全、环境保护和气候变化问题日益突出，在全球能源可持续性和清洁低碳转型的大背景下，可再生能源的开发利用已成为当前智能电网发展的关键驱动力。2019年我国风电、光伏累计装机容量在全球占比超过32％，稳居世界第一且未来将持续快速增长。然而，风光可再生能源的利用效率仍有待提高，2019年全国弃风电量约169亿千瓦时、弃光电量约46亿千瓦时，全国弃风弃光现象仍未得到根本性解决。间歇性风光能源可通过电转气技术将富余的电能转化为氢气，从而为解决弃风弃光问题提供了新思路。氢能作为一种公认的高热值、零碳、灵活的清洁能源，可转换成热、电、气、冷等多种能源形式。因此，发展可再生能源制氢技术、构建多能互补、气电热联供的区域综合能源系统对于多种可再生能源的高效消纳和综合利用具有重要的科学意义。
[0003]目前风
‑/>光
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合可再生能源耦合制氢方法，其特征在于：包括如下步骤：构建生物质
‑
风
‑
光能源的多能联供系统，所述多能联供系统包括电解槽堆、风力发电组件、太阳能发电组件、太阳能集热组件、储氢组件、电储能组件、电锅炉和燃料电池；其中，所述太阳能发电组件分别与所述电储能组件和电锅炉连接，所述风力发电组件分别与所述电储能组件和电锅炉连接，所述电解槽堆分别与所述风力发电组件、所述太阳能发电组件、所述电储能组件、所述储氢组件、所述电锅炉和所述燃料电池连接，所述太阳能集热组件用于将由太阳产生的光能转换成热能；获取预设的风能出力值、光能出力值、输出热负荷值和输出电负荷值；将所述风能出力值和所述光能出力值作为所述多能联供系统的输入数据，控制所述多能联供系统在最小的电解功率波动条件下运行，以使所述多能联供系统提供所述输出热负荷值和所述输出电负荷值。2.根据权利要求1所述的一种混合可再生能源耦合制氢方法，其特征在于，所述获取预设的风能出力值、光能出力值、输出热负荷值和输出电负荷值的步骤，以及所述将所述风能出力值和所述光能出力值作为所述多能联供系统的输入数据，控制所述多能联供系统在最小的电解功率波动条件下运行，以使所述多能联供系统提供所述输出热负荷值和所述输出电负荷值的步骤之间，还包括：根据所述风能出力值、所述光能出力值、所述输出热负荷值和所述输出电负荷值，通过如下公式控制所述多能联供系统的多能转换和存储：其中，L
e,t
表示输出电负荷值；L
h,t
表示输出热负荷值；CM'为多能耦合矩阵，矩阵CM'的每个元素称为耦合因子，表示能量转换效率、能量分配以及能量枢纽的内部连接拓扑；η
B
表示电锅炉的电热转化效率；和分别表示燃料电
池的气电转化效率和气热转化效率；表示氢气的热值；表示太阳能发电组件在时间t输出的电功率，表示太阳能集热组件在时间t输出的热功率，所述光能出力值包括太阳能发电组件在时间t输出的电功率和太阳能集热组件在时间t输出的热功率；P
WT,t
表示风力发电组件在时间t输出的电功率，所述风能出力值包括风力发电组件在时间t输出的电功率；m
s,t
表示所述电解槽堆在时间t内的总产氢速率；P
BES,t
表示电储能组件的净输出值(正值表示放电，负值表示充电)；m
HST,t
表示所述储氢组件的净输出值(正值表示放气，负值表示充气)；P
elz,t
表示电解槽堆的电解功耗；E
B,t
表示电锅炉热能输出；E
FC,t
表示燃料电池的电功率输出；E
ef,t
表示加热电解槽的电能；E
hf,t
表示加热电解槽的热能。3.根据权利要求1所述的一种混合可再生能源耦合制氢方法，其特征在于，所述混合可再生能源耦合制氢方法还包括如下步骤：构建系统运行成本模型，所述系统运行成本模型包括系统总运行成本SC
t
；获取所述多能联供系统的设备参数；控制所述多能联供系统的设备在约束条件下运行，以使所述多能联供系统在最小的系统总运行成本条件下和在最小的电解功率波动条件下运行。4.根据权利要求3所述的一种混合可再生能源耦合制氢方法，其特征在于，所述系统运行成本模型还包括电解槽堆退化成本SDC
t
、电储能组件退化成本BDC
t
和负荷削减成本LSC
t
；所述系统总运行成本SC
t
根据如下公式计算：SC
t
＝SDC
t
+BDC
t
+LSC
t
。5.根据权利要求4所述的一种混合可再生能源耦合制氢方法，其特征在于，所述电解槽堆退化成本SDC
t
根据如下公式计算：SDC
t
＝τ
s,t
N
c
d
c
Δt+N
c
d
su
max{(τ
s,t
‑
τ
s,t
‑1),0}+N
c
d
sd
max{(τ
s,t
‑1‑
τ
s,t
),0}+N
c
d
f
|I
c,t
‑
I
c,t
‑1|，其中，d
c
、d
su
、d
sd
和d
f<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周斌，张宽，黎灿兵，李文芳，李凯雅，张聪，
申请(专利权)人：华翔翔能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：