【技术实现步骤摘要】
一种光
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氢
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储智能发电系统
本专利技术涉及发电设备
,具体为一种光
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氢
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储智能发电系统。
技术介绍
氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源之一。从氢的来源上看,光伏制氢可实现生产源头上的无碳化,可以最终实现在工业生产上的减碳或脱碳,被称为“绿氢”。同时,氢作为储能介质具有比锂电池储能更高的能量密度,非常适合长时间储能手段,来解决光伏发电所遇到的日间不平衡,季度不平衡等问题。光伏制氢具备平抑光伏发电不稳定性,提升储能效用的特殊优势,为光伏发电创造了新的应用场景和广阔的市场需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种光
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氢
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储智能发电系统,主要目的在于通过能量管理装置,对系统的能量分配进行高效管理,相较于传统发动机,本系统的发电效率提高11%,损耗在15%以内。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:本专利技术提供了一种光
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氢 >‑
储智能本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光
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氢
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储智能发电系统,其特征在于:包括光伏发电装置、电解水装置、甲醇制备装置、甲醇罐、甲醇发电装置、蓄电池及能量管理装置。所述光伏发电装置通过DC/DC变换器实现与电网之间的能量交换;所述电解水装置是将光伏发电装置发出的部分电用于电解水制取氢气;所述甲醇制备装置通过捕获二氧化碳将电解水制取的氢气制备成甲醇;所述甲醇发电装置包括甲醇发动机和直流发电机;所述甲醇发动机以甲醇作为燃料,降低了氮氧化物(NOx)及微粒(PM)的排放;所述直流发电机通过DC/DC变换器实现与电网之间的能量交换;所述蓄电池为干荷铅酸蓄电池,通过双向DC/DC变换器实现与电网之间双向能量交换;所述能量管理装置按照智能分配算法和储能充放电功率设计曲线对微电网内储能进行功率设计;其中光伏输出功率为45~100kW,甲醇发电装置输出功率为100~200kW,蓄电池最大充放电电量为40kWh;充放电功率为4~10kW;所述光伏发电装置、甲醇发电装置、蓄电池为并联连接;所述光伏发电装置和电解水装置、甲醇制备装置和甲醇发电装置为串联连接;所述发电系统终端接入电网,并与电网进行能量交互。2.根据权利要求1所述的一种光
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氢
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储智能发电系统,其特征在于:基于智能分配算法将系统分成了8种工作模式,并通过光伏传感器控制、蓄电池充放电深度(SOC)及甲醇剩余容量进行工作模式的切换:工作模式1:当光照强度在10000~100000lx(即阳光充足)时,光伏按照最大功率输出,系统多余电量以3:1的分配方式分配给蓄电池和电解水装置,电解水装置制出的氢再通过甲醇制备装置转化成甲醇储存到甲醇罐中。工作模式2:当蓄电池充电电流超过上限值时,从工作模式1转换到工作模式2,此时限制蓄电池充电功率,多余能量分配给甲醇制备装置。工作模式3:蓄电池充电深度(SOC)为[25%,85%],当SOC>85%时,从工作模式2转换到工作模式3,此时蓄电池停止充电,系统多余电量全部以甲醇储存起来。工作模式4:甲醇容量最多不能多于甲醇罐总容量的95%,当甲醇容量比大于95%时,从工作模式3转换到工作模式4,此时电解水装置和甲醇制备装置停止运作,系统多余电量输送给电网。工作模式5:当光照强度在1000~10000lx(即光照不足)时,系统转换到工作模式5,此时系统通过蓄电池以及甲醇发电装置发电;其中,蓄电池发电量和甲醇发电装置发电量的分配比为3:1。工作模式6:蓄电池放电深度为[25%,85%],当蓄电池放电深度SOC<25%时,从工作模式5转换到工作模式6,蓄电池停止放电,所需电量全部由甲醇发电装置发电。工作模式7:甲醇容量最少不能低于于甲醇罐总容量的5%,当甲醇容量比小于5%时,从工作模式6转换到工作模式7,甲醇发电装置停止发电,所需电量全部由电网提供。工作模式8:当夜间电价位于低谷时,从工作模式7转换到工作模式8,利用电价的峰谷差价,在夜间电价低谷时通过电网购电给蓄电池和电解水装置充电,直至蓄电池充电深度SOC>85%、甲醇罐中甲醇容量比>95%,停止购电。3.根据权利要求1所述的一种光
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氢
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储智能发电系统,其特征在于:所述电解水装置包括控制电解水装置的控制单元、监测单元和根据检测水位的水位检测单元;所述的控制单元采用DSP(数字信号处理器)作为控制芯片,控制单元控制制氢电源的电流,并控制开关管导通和关断时序以实现交错工作;所述控制单元还具备故障保护功能,所述的故障保护包
括过电流故障、过电压故障、欠电压故障;控制单元还控制纯化单元和供水循环单元的工作;所述的监测单元包括氢气传感器,用于监测氢气泄露,还包括温度、湿度传感器,用于监测环境温度和湿度;所述水位检测单元通过获取的水位信息控制装置的水流量,当水位低于预测高度时,通过控制单元控制,增大装置水流量;当水位达到预测高度时,通过控制单元控制,停止装置进水。4.根据权利要求1所述的一种光
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氢
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储智能发电系统,其特征在于:所述甲醇制备装置通过捕捉空气中的二氧化碳使用一种新型催化剂;所述催化剂主体为CuO/ZnO,载体为Al2O3;所述催化剂主体质量百分含量为60%~70%,CuO与ZnO的质量比为1:1~5。5.根据权利要求1所述的一种光
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氢
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储智能发电系统,其特征在于:所述微电网系统采用直流母线供电,系统仅需一级DC/DC变换即可将直流电源并入直流母线,避免了多级转换,进而能够简化系统整体结构。同时,诸如电机等典型负荷需要变频供电,采用基于直流母线的混合供电系统仅需一级DC/AC逆变过程,避免了AC/DC整流环节。6.根据权利要求1所述的一种光
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氢
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储智能发电系统,其特征在于:采用动态自适应的下垂控制策略,保证微电网的稳定运行。下垂控制策略,保证微电网的稳定运行。式中:P和Q分别为微电网输出的有功功率和无功功率;Z和θ...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈硕,贾和坤,解玄,尹必峰,孙闫,汪洋,赵正晖,泰铭淇,董非,
申请(专利权)人:南京江峰微特精密机械科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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