一种基于氢储能的综合自洽能源微网制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于氢储能的综合自洽能源微网，是以消纳风光电来电解水制氢，所制得的氢气和氧气存于储氢罐和储氧罐内，制得的氢气和氧气其中一路被输送给微型燃氢汽轮机产生高温高压蒸汽，另一路氢气和氧气被输送给燃料电池转化为电能给用能端供电，产生的高温高压蒸汽其中一路驱动发电机做功转化为电能给用能端供电，另一路高温高压蒸汽输送给换热机组转化为热能以及输送给吸收式制冷设备产生冷能，所转化的热能和冷能用于给用能端供热和供冷。本实用新型专利技术充分发挥和调动需求侧消纳可再生能源的潜力与积极性，破除不同能源品类之间的壁垒，为可再生能源消纳提供充足的灵活性资源与辅助服务。活性资源与辅助服务。活性资源与辅助服务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于氢储能的综合自洽能源微网


[0001]本技术涉及建筑能源供应
，具体涉及一种基于氢储能的综合自洽能源微网。

技术介绍

[0002]在能源结构低碳、绿色转型过程中，构建以太阳能和风能为代表的低碳安全再生能源供应体系将是我国应对气候变化、资源短缺、能源安全的重要载体，发展以骨干电网和局域微网互补网型形态将是我国未来气象驱动型电力系统的合理格局。风光隶属天赐再生绿能，可依托技术自由获取、转换与利用，是微网系统理想的一次能量源。构建以消纳风、光可再生资源为主的多源多态多能自洽微网，依托闲置空地或现有基础设施即可快速建设，完全可以实现电
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冷多能综合经济自足，较为适配边防哨所、独立岛屿、偏远村落、西部高速服务区/车站等弱网甚至无网区域。
[0003]专利技术人结合现实中用能端应用场景的不同，提出构建多源多态多能综合自洽能源微网，旨在依托新技术、新理念、新方法、新模式解决微网目前面临的生态层面、技术层面、经济层面的诸多问题，通过建设多能互补综合能源系统，支撑微网综合能源电力安全、绿色、智能、高效升级，本案由此而生。

技术实现思路

[0004]本技术公开一种基于氢储能的综合自洽能源微网，以风、光可再生资源作为供给侧能源，在需求侧整合电
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冷等多类型能源需求，破除不同能源品类之间的壁垒，为可再生能源消纳提供充足的灵活性资源与辅助服务，既有效解决既有可再生能源出力波动平抑和出力追踪等难题，又为边远弱电、无电地区所存在的能源短缺问题寻找到有效途径。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：
[0006]一种基于氢储能的综合自洽能源微网，包括分散式风电站和/或分布式光伏电站、电解水装置、储氢罐、储氧罐、燃料电池、微型燃氢汽轮机、发电机、换热机组、吸收式制冷设备以及用能端；分散式风电站和/或分布式光伏电站输出的电能给电解水装置制氢，电解水装置制备的氢气和氧气分别存储于储氢罐和储氧罐中，储氢罐中的氢气及储氧罐中的氧气其中一路被输送给微型燃氢汽轮机产生高温高压蒸汽，另一路氢气和氧气被输送给燃料电池转化为电能给用能端供电，产生的高温高压蒸汽其中一路驱动发电机做功转化为电能给用能端供电，另一路高温高压蒸汽输送给换热机组转化为热能以及输送给吸收式制冷设备产生冷能，所转化的热能和冷能用于给用能端供热和供冷。
[0007]进一步，所述分散式风电站和/或分布式光伏电站输出的电能并入直流母线，电解水装置并联在直流母线侧。
[0008]进一步，所述分散式风电站和/或分布式光伏电站输出的电能直接为电解水装置供电。
[0009]进一步，所述微型燃氢汽轮机包括燃烧室、压汽机和涡轮，储氧罐中的氧气连同空
气被输送至压汽机压缩，储氢罐中的氢气以及压缩后的氧气、空气一起送入燃烧室燃烧转变为热能，形成的高温高压燃烧产物推动涡轮做功，涡轮进而推动发电机转化为电能。
[0010]本技术通过消纳风、光可再生资源来制氢，利用可再生能源电解水制“绿氢”,替代“蓝氢”或“灰氢”，实现节能减排的同时也建立了面向统一能源系统氢（储）能系统架构及其大规模应用的规划范式。构建基于氢储能的综合自洽能源微网系统，可以充分发挥和调动需求侧消纳可再生能源的潜力与积极性，提升可再生能源在微网生产端的结构占比。在供给侧整合风、光等多类型能源资源，在需求侧整合电
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冷等多类型能源需求，破除不同能源品类之间的壁垒，为可再生能源消纳提供充足的灵活性资源与辅助服务，既有效解决既有可再生能源出力波动平抑和出力追踪等难题，又为边远弱电、无电地区所存在的能源短缺问题寻找到有效途径。
附图说明
[0011]图1为本技术实施例1中综合自洽能源微网的结构示意图；
[0012]图2为本技术实施例2中综合自洽能源微网的结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0014]实施例1：本实施例公开一种基于氢储能的综合自洽能源微网，如图1所示，该微网系统根据能量来源、流动、转换和消纳过程可分为四个单元，即：能量制造单元、能量储存单元、能量转换单元以及能量消耗单元。其中，“能量制造单元”主要指微网配置的分散式风电站和分布式光伏电站，依托高效清洁的可再生能源为微网系统提供绿色优质电能，结合微网现场实际情况，可考虑是否与电网连接作为微网后备电源保障。“能量储存单元”主要构成包括电解水装置、储气罐、压缩机、阀门等。电解水装置依托可再生能源制得氢能并将其进行存储，具有柔性启停、调节功能，可按需拓容。“能量转换单元”由两部分构成，分别为“电
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冷制取单元”以及“电能制取单元”，“电
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冷制取单元”内主要包括微型燃氢汽轮机、发电机、换热机组、吸收式制冷设备等构成，微型燃氢汽轮机燃烧“能量储存单元”中所存储的氢气、氧气产生高温高压蒸汽动力，通过换热机组、吸收式制冷设备、发电机依次制得热能、冷能、电能以满足不同应用场景用能需要；“电能制取单元”主要包括燃料电池、逆变器、变压器等设备组成，燃料电池将“能量储存单元”中存储的氢能转化为电能以满足微网应用场景中电能需求。“能量消耗单元”是指用能端或用户端，所设想的主要应用场景包括边防哨所、偏远村落、独立岛屿、西部车站、西部高速服务区等，本实施例中给出的应用场景能量需求主要包括电能、热能、冷能。
[0015]本实施例中，分散式风电站和/或分布式光伏电站输出的电能先并入直流母线，将电解水装置并联在直流母线侧，电解水装置通过直流母线获取制氢所需电能。电解水装置制备的氢气和氧气分别存储于储氢罐和储氧罐中，储氢罐中的氢气及储氧罐中的氧气其中一路被输送给微型燃氢汽轮机产生高温高压蒸汽，另一路氢气和氧气被输送给燃料电池转化为电能给用能端供电。微型燃氢汽轮机包括燃烧室、压汽机和涡轮，储氧罐中的氧气连同空气被输送至压汽机压缩，储氢罐中的氢气以及压缩后的氧气、空气一起送入燃烧室燃烧
转变为热能，形成的高温高压燃烧产物推动涡轮做功，涡轮进而推动发电机转化为电能。微型燃氢汽轮机产生的高温高压蒸汽另一路输送给换热机组转化为热能以及输送给吸收式制冷设备产生冷能，所转化的热能和冷能用于给用能端供热和供冷。
[0016]实施例2：本实施例公开的一种基于氢储能的综合自洽能源微网，如图2所示，其中唯一与实施例1不同之处在于：分布式新能源设备的电能输出端与电解水装置直连，即分散式风电站和/或分布式光伏电站输出的电能直接连接到电解水装置的电源输入端，相比于实施例1中的连接方式，可以减少直流母线的敷设，有利于降低成本和加快微网建设速度。其他结构均与实施例1中相同，此处不再重复叙述。
[0017]整个微网系统还包括智能控制系统，在智能控制系统的调控下，该自洽微网系统可以在离网状态下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氢储能的综合自洽能源微网，其特征在于：包括分散式风电站和/或分布式光伏电站、电解水装置、储氢罐、储氧罐、燃料电池、微型燃氢汽轮机、发电机、换热机组、吸收式制冷设备以及用能端；分散式风电站和/或分布式光伏电站输出的电能给电解水装置制氢，电解水装置制备的氢气和氧气分别存储于储氢罐和储氧罐中，储氢罐中的氢气及储氧罐中的氧气其中一路被输送给微型燃氢汽轮机产生高温高压蒸汽，另一路氢气和氧气被输送给燃料电池转化为电能给用能端供电，产生的高温高压蒸汽其中一路驱动发电机做功转化为电能给用能端供电，另一路高温高压蒸汽输送给换热机组转化为热能以及输送给吸收式制冷设备产生冷能，所转化的热能和冷能用于给用能端供...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冲，赵天宇，贾利民，张涛，金成日，梁立中，
申请(专利权)人：北京能高自动化技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：