本发明专利技术公开了一种海上风电综合能源监控系统及方法，该系统包括：海上风电机组，用于接收陆上加氢站的综合能源监控系统主站的命令，根据事先约定的控制策略自动调整和控制海上风电场每台机组的能量输出能力，实现风电场的有功、无功控制；海上制氢站，通过接收海上风电机组产生的电能，在水电解制氢装置中产生氢气，产出高纯氢气通过加压经管道送至陆上加氢站，利用综合能源监控系统子站实时采集仪表数据及电气量测数据，对海上制氢站实现控制管理；陆上加氢站，用于通过高压管道获取海上制氢站传输的高纯氢气储存在高压储氢瓶组中，通过综合能源监控系统主站实时采集数据，根据采集的数据对陆上加氢站及海上风电机组实现控制管理。制管理。制管理。
【技术实现步骤摘要】
一种海上风电综合能源监控系统及方法
[0001]本专利技术涉及能源监控
，特别是涉及一种海上风电综合能源监控系统及方法。
技术介绍
[0002]当前海上风电发展如火如荼，以广东省为例，到2020年底，建成投产200万千瓦以上，到2030年底，建成投产海上风电装机容量约3000万千瓦。然而大规模的海上风电投产后，如何解决海上风电的并网及消纳问题，成为当前迫切的问题。
[0003]随着氢能技术，特别是制氢、储氢技术的发展，以风电制氢为代表的新能源制氢技术，逐步成熟，基本具备了产业化的条件。因此，突破传统的氢能概念，利用海上风电直接制备氢气，并通过液氢或高压氢的储运技术，送出到氢能源市场，已成为当前制氢技术的重要方向。
[0004]然而，当前尚无成熟的海上风电制氢技术，仍然处于技术探索阶段，目前的海上风电制氢技术，主要存在如下问题：
[0005](1)、没有对海上风电综合能源监控系统的系统架构进行分析，没有明确陆上加氢站、海上制氢站、海上风电机组各监控子系统的要求；
[0006](2)、没有明确相关的能量管理要求，没有明确实现内部电力电量平衡，并实现负荷预测、发电预测、短时功率平衡、经济调度、电能质量管理等功能要求。
技术实现思路
[0007]为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种海上风电综合能源监控系统及方法，通过分析陆上加氢站、海上制氢站、海上风电机组各监控子系统的要求，给出了能量管理的要求，实现了实时数据采集、顺序控制、发电预测及计划、分布式电源管理、制氢负荷管理的目的，达到了自发自用、短时储电、长期储氢、负荷可控的控制要求。
[0008]为达上述目的，本专利技术提出一种海上风电综合能源监控系统，包括：
[0009]海上风电机组，用于接收陆上加氢站的综合能源监控系统主站与海上制氢站的综合能源监控系统子站的命令，根据事先约定的控制策略自动调整和控制海上风电场每台机组的能量输出能力，从而最终实现风电场的有功、无功控制；
[0010]海上制氢站，通过接收所述海上风电机组产生的电能，在水电解制氢装置的电解槽中产生氢气，产出高纯氢气通过加压经管道，送至陆上加氢站，利用综合能源监控系统子站实时采集仪表数据及电气量测数据，根据采集的数据对海上制氢站及海上风电机组实现控制管理；
[0011]陆上加氢站，用于通过高压管道获取所述海上制氢站传输的高纯氢气，并储存在高压储氢瓶组中，通过综合能源监控系统主站实时采集仪表数据、电气量测数据以及风力发电预测数据，通过综合能源监控主站根据采集的数据对陆上加氢站、海上制氢站及海上风电机组实现控制管理。
[0012]优选地，所述综合能源监控系统子站实时采集包括但不限于电解槽水位、电解槽温度、氢气发生器出口氢压、制氢站出口露点、制氢站出口氢纯度、制氢站出口氧纯度、车间含氢量、氢气分离器液位、氧气分离器液位的仪表数据以及包括但不限于干燥装置出口氢气压力、供氢母管压力、水电解制氢装置的氢侧、氧侧压力和氢氧压差、充氮口调节门后压力、过滤器后压力、补水泵出口压力、除盐水出口压力、氢气汇流排减压阀后压力、氢气汇流排压力、氢气压缩机进气、排气压力的仪表数据。
[0013]优选地，所述综合能源监控系统子站根据采集的数据进行如下控制：
[0014]控制所有电磁阀的打开及关闭操作以及电气设备的启停；
[0015]当制氢站出口露点高或含氧量超过规定值时，自动退出制氢站运行，并发出报警信号；
[0016]对海水淡化处理各工艺系统的所有被控对象进行监控，完成设备的联锁保护；
[0017]实时进行无功补偿，维持35kV集电海缆电压，并对备用站用储能电池进行充电。
[0018]优选地，所述综合能源监控系统子站根据采集的数据对水电解制氢装置的水电解部分与氢气及氧气部分实现报警和联锁。
[0019]优选地，所述综合能源监控系统主站用于：
[0020]在启动工况时，所述综合能源监控系统主站对管道和设备进行氮气置换和氢气置换；
[0021]运行过程中，所述综合能源监控系统主站通过对环境中的环境浓度监测，根据监测结果进行控制处理；
[0022]在停机工况时，所述综合能源监控系统主站关闭氢气瓶组截止阀，对系统管道和设备进行氮气置换。
[0023]优选地，在启动工况时，综合能源监控系统主站对管道和设备进行氮气置换，待氢气系统中氧气的体积分数小于预设值且氢气体积分数小于预设值时，停止氮气置换；氮气置换完成后进行氢气置换，对系统进行氢气置换，待氢气系统中氧气体积分数小于预设值且氢气体积分数大于预设值时，氢气系统完成了氢气置换，开启氢气瓶组截止阀，对储氢瓶组提供氢气。
[0024]优选地，运行过程中，所述综合能源监控系统主站通过氢气侧漏仪对环境中的氢气浓度进行监测，当环境中氢气浓度超过预设值时，启动强制通风机排气，当环境中氢气浓度超过预设值时，停机检查；当系统中压力值超过安全阀的设定值时，安全阀通过排放管线对氢气进行泄放。
[0025]优选地，所述综合能源监控系统主站根据采集的风电机组的电气量测数据，实现风电机组的远程控制。
[0026]优选地，所述综合能源监控系统主站还通过历史数据、实测数据进行风电场的发电功率预测，配置风电资源监测功能，并配置风力发电功率预测功能。
[0027]为达到上述目的，本专利技术还提供一种海上风电综合能源监控方法，包括如下步骤：
[0028]步骤S1，实时采集仪表数据、电气量测数据以及风力发电预测数据；
[0029]步骤S2，利用陆上加氢站的综合能源监控主站根据采集的数据对陆上加氢站及海上风电机组实现控制管理；
[0030]步骤S3，利用综合能源监控系统子站根据采集的数据采用自动调节、顺控和远控
操作相结合的控制方式实现对海上制氢站及海上风电机组的控制。
[0031]与现有技术相比，本专利技术一种海上风电综合能源监控系统及方法通过分析陆上加氢站、海上制氢站、海上风电机组各监控子系统的要求，给出了能量管理的要求，实现了实时数据采集、顺序控制、发电预测及计划、分布式电源管理、制氢负荷管理的目的，达到了自发自用、短时储电、长期储氢、负荷可控的控制要求。
附图说明
[0032]图1为本专利技术一种海上风电综合能源监控系统的系统架构图；
[0033]图2为本专利技术实施例中海上风电综合能源监控系统的流程图；
[0034]图3为本专利技术一种海上风电综合能源监控方法的步骤流程图；
[0035]图4为本专利技术实施例中一种海上风电综合能源监控系统的架构图。
具体实施方式
[0036]以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。
[0037]图1为本专利技术一种海上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海上风电综合能源监控系统，包括：海上风电机组，用于接收陆上加氢站的综合能源监控系统主站与海上制氢站的综合能源监控系统子站的命令，根据事先约定的控制策略自动调整和控制海上风电场每台机组的能量输出能力，从而最终实现风电场的有功、无功控制；海上制氢站，通过接收所述海上风电机组产生的电能，在水电解制氢装置的电解槽中产生氢气，产出高纯氢气通过加压经管道，送至陆上加氢站，利用综合能源监控系统子站实时采集仪表数据及电气量测数据，根据采集的数据对海上制氢站及海上风电机组实现控制管理；陆上加氢站，用于通过高压管道获取所述海上制氢站传输的高纯氢气，并储存在高压储氢瓶组中，通过综合能源监控系统主站实时采集仪表数据、电气量测数据以及风力发电预测数据，通过综合能源监控主站根据采集的数据对陆上加氢站、海上制氢站及海上风电机组实现控制管理。2.如权利要求1所述的一种海上风电综合能源监控系统，其特征在于，所述综合能源监控系统子站实时采集包括但不限于电解槽水位、电解槽温度、氢气发生器出口氢压、制氢站出口露点、制氢站出口氢纯度、制氢站出口氧纯度、车间含氢量、氢气分离器液位、氧气分离器液位的仪表数据以及包括但不限于干燥装置出口氢气压力、供氢母管压力、水电解制氢装置的氢侧、氧侧压力和氢氧压差、充氮口调节门后压力、过滤器后压力、补水泵出口压力、除盐水出口压力、氢气汇流排减压阀后压力、氢气汇流排压力、氢气压缩机进气、排气压力的仪表数据。3.如权利要求2所述的一种海上风电综合能源监控系统，其特征在于，所述综合能源监控系统子站根据采集的数据进行如下控制：控制所有电磁阀的打开及关闭操作以及电气设备的启停；当制氢站出口露点高或含氧量超过规定值时，自动退出制氢站运行，并发出报警信号；对海水淡化处理各工艺系统的所有被控对象进行监控，完成设备的联锁保护；实时进行无功补偿，维持35kV集电海缆电压，并对备用站用储能电池进行充电。4.如权利要求3所述的一种海上风电综合能源监控系统，其特征在于，所述综合能源监控系统子站根据采集的数据对水电解制氢装置的水电解部分与氢气及氧气部分...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨源，汤翔，汤东升，周伟，阳熹，汪少勇，谭江平，陈亮，徐龙博，曾甫龙，王小虎，王兆鹏，陈晓云，谢晓新，夏莹，董英瑞，张文鋆，谭任深，何航，廖远旭，李铜林，冯媛，黄亚欧，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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