海上风电制氢、储能系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种海上风电制氢、储能系统，包括：可再生能源发电模块、储能模块、制氢模块、储氢模块、能量管理模块以及监控模块；本申请提供的上述方案，在海风输入功率超出制氢模块最大功率时，可再生能源发电模块将过多的电能输送到储能模块中，避免制氢模块输入的功率过大，在海风输入功率低于制氢模块20％功率时，储能模块放电以使的制氢模块正常运行，避免了在海风输入功率超出制氢模块最大功率或低于制氢模块20％功率时，制氢模块中产生过多的氧气而引起的安全问题，从而确保了制氢模块能够在20％至100％功率区间内稳定运行，也即能够适应海上风电宽功率波动运行。能够适应海上风电宽功率波动运行。能够适应海上风电宽功率波动运行。

【技术实现步骤摘要】
海上风电制氢、储能系统


[0001]本技术涉及风力发电
，特别是涉及一种海上风电制氢、储能系统。

技术介绍

[0002]海上风能具有较大的间歇性与波动性，海上风电场大规模并网会对电力系统的调度控制、运行品质以及系统安全稳定性产生诸多不利影响，这也成为了制约这类可再生能源发展的主要因素。一些新型技术和策略，例如，可再生能源出力预测、分布式发电、相邻区域电网互联互补以及新型电力电子设备等能够在一定程度上削弱这些不利影响，不过要克服这类可再生能源固有的间歇性与波动性，根本途径唯有发展大容量的能量存储系统。
[0003]近年来随着燃料电池技术的迅猛发展，氢气被视作一种重要的未来能源，一方面由于氢气具有很高的热值，高达120MJ/kg，近似于汽油的三倍；另一方面，将氢气作为燃料使用时仅仅产生水，对环境非常友好。因此可以预见到，未来社会对氢气的需求还会不断增长。然而传统的化工制氢方法不仅会消耗宝贵的化石燃料，还会排放有害物质以及温室气体，研究新的大规模制氢方法非常具有现实意义。
[0004]目前，基于“电解水
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储氢
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氢燃料电池发电”这一过程所构建的氢储能系统逐渐进入了人们的视野，当发电机组的出力处于峰值时，过剩的电能将水电解为氢气，电能转化为化学能被储存起来；而在发电机组出力的低谷期，氢燃料电池使用储存的氢气发电补偿供电缺口。
[0005]然而现有的制氢系统无法满足于海上风电的远距离制氢的需求，同时不能适应海上风电宽功率波动运行，一般只能在50％～100％负荷区间内运行，且不能跟随海风功率趋势及用户需求趋势运行。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对现有的制氢系统不能够适应海上风电宽功率波动运行的问题，提供一种海上风电制氢、储能系统。
[0007]本技术提供了一种海上风电制氢、储能系统，包括：可再生能源发电模块、储能模块、制氢模块、储氢模块、能量管理模块以及监控模块；
[0008]所述储能模块和所述制氢模块分别与所述可再生能源发电模块电连接，所述制氢模块与所述储氢模块连接；
[0009]所述能量管理模块与所述监控模块电连接，所述储能模块、所述制氢模块以及所述储氢模块分别与所述监控模块连接。
[0010]上述海上风电制氢、储能系统，当海风输入功率超出制氢模块最大功率时或低于制氢模块20％功率时，制氢模块和储能模块能够互补运行，即在海风输入功率超出制氢模块最大功率时，可再生能源发电模块将过多的电能输送到储能模块中，避免制氢模块输入的功率过大，在海风输入功率低于制氢模块20％功率时，储能模块放电以使的制氢模块正常运行，避免了在海风输入功率超出制氢模块最大功率或低于制氢模块20％功率时，制氢
模块中产生过多的氧气而引起的安全问题，从而确保了制氢模块能够在20％至100％功率区间内稳定运行，也即能够适应海上风电宽功率波动运行。
[0011]在其中一个实施例中，所述制氢模块包括电解槽、PLC控制器以及导线；所述导线的一端与所述电解槽上的电极连接，另一端与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与所述可再生能源发电模块电连接，所述电解槽中产生的氢气通过管道输送到所述储氢模块中。
[0012]在其中一个实施例中，所述制氢模块还包括电解液存放箱和补充泵，所述补充泵的进水口与所述电解液存放箱连通，所述补充泵的出水口与所述电解槽连通。
[0013]在其中一个实施例中，所述电解槽上的电极为三维互穿多孔结构。
[0014]在其中一个实施例中，所述储氢模块包括氢气压缩机和储氢瓶组，所述电解槽中产生的氢气通过管道输送到所述氢气压缩机中，所述氢气压缩机将输送来的氢气压缩后输送到所述储氢瓶组中。
[0015]在其中一个实施例中，所述能量管理模块包括虚拟风机模块、风功率预测模块和能量管理功率计算模块，所述虚拟风机模块与所述风功率预测模块连接，所述风功率预测模块与所述能量管理功率计算模块连接。
[0016]在其中一个实施例中，还包括储能变流器，所述储能变流器的输出端与所述储能模块连接，所述储能变流器的输入端与所述监控模块连接。
[0017]在其中一个实施例中，还包括并网柜，所述可再生能源发电模块通过所述并网柜与电网连接。
[0018]在其中一个实施例中，所述储能模块包括蓄电池。
[0019]在其中一个实施例中，所述可再生能源发电模块包括风力发电机。
附图说明
[0020]图1为本技术一实施例提供的海上风电制氢、储能系统示意图；
[0021]图2为本技术一实施例提供的监控系统示意图；
[0022]图3为本技术一实施例提供的能量管理模块与监控模块的交互示意图；
[0023]图4为本技术一实施例提供的制氢、储能互补运行示意图；
[0024]图5为本技术一实施例提供的制氢跟踪海风功率波动趋势运行示意图。
具体实施方式
[0025]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0026]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术
的限制。
[0027]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0028]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0029]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电制氢、储能系统，其特征在于，包括：可再生能源发电模块、储能模块、制氢模块、储氢模块、能量管理模块以及监控模块；所述储能模块和所述制氢模块分别与所述可再生能源发电模块电连接，所述制氢模块与所述储氢模块连接；所述能量管理模块与所述监控模块电连接，所述储能模块、所述制氢模块以及所述储氢模块分别与所述监控模块连接。2.根据权利要求1所述的海上风电制氢、储能系统，其特征在于，所述制氢模块包括电解槽、PLC控制器以及导线；所述导线的一端与所述电解槽上的电极连接，另一端与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与所述可再生能源发电模块电连接，所述电解槽中产生的氢气通过管道输送到所述储氢模块中。3.根据权利要求2所述的海上风电制氢、储能系统，其特征在于，所述制氢模块还包括电解液存放箱和补充泵，所述补充泵的进水口与所述电解液存放箱连通，所述补充泵的出水口与所述电解槽连通。4.根据权利要求2所述的海上风电制氢、储能系统，其特征在于，所述电解槽上的电极为三维互穿多孔结构。5.根据权利要求2所述的海上风电制氢、储能系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：江才俊，方勇，吕杰，李光达，叶小斌，史觊，于洪宾，袁倩，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司，
类型：新型
国别省市：