一种用于新能源场站的混合储能储氢装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种用于新能源场站的混合储能储氢装置，将风电系统及光伏发电系统与长时、短时储能系统组成的混合储能系统、制氢系统接入同一交流电网，将风电系统和光伏发电系统产生的电能通过储能储氢控制模块的控制，选择性的充入混合储能系统中或者应用于制氢系统中产生氢能以进行存储。通过本发明专利技术，能够一方面利用短时储能系统进行电网频率优化，平抑新能源波动，另一方面利用1小时以上储能系统可提供长时的储能保障，移峰填谷；在发电高峰期，通过电解水制氢等方法产生氢气，存入贮氢合金储氢系统，减少弃风弃光，促进新能源消纳。促进新能源消纳。促进新能源消纳。

【技术实现步骤摘要】
一种用于新能源场站的混合储能储氢装置


[0001]本专利技术涉及发电设备
，尤其涉及一种用于新能源场站的混合储能储氢装置。

技术介绍

[0002]电力系统具有很高的稳定性要求。电能以光速传送，并且不能大规模存储，发、输、配、用瞬时同步完成，整个电力系统时刻处于一个动态的平衡状态。在稳态运行时，电力系统中发电机发出的有功功率和负载消耗的有功功率相平衡，系统频率维持额定值。当电源功率大于负荷功率时，系统频率升高；反之系统频率降低。因此电网需通过一次调频、二次调频等手段保证频率在合格范围，否则将对负载或发电设备的运行产生影响，严重时甚至导致频率崩溃，造成大面积停电。
[0003]可再生能源发电具有很强的间歇性和波动性。可再生能源发电依赖于自然条件，先天具有间歇性和波动性特征。例如，风力发电是由自然风吹动风机的叶片，带动传动轴转动，把风的动能转化为机械动能再转化为电能，风力间歇性的特点导致风力发电输出的电能也具有间歇性；光伏发电是利用光生伏特效应将光能直接转化为电能，其发电功率受光照强度直接影响，虽然一个地区年均光照强度总体不变，但光照强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源场站的混合储能储氢装置，其特征在于，包括：第一并联支路，所述第一并联支路一端连接至新能源场站的发电系统，另一端连接至交流电网；第二并联支路，所述第二并联支路一端连接长时和、或短时储能系统，另一端连接至交流电网；第三并联支路，所述第三并联支路一端连接制氢系统，另一端连接至交流电网；储能储氢控制模块，用于根据所述发电系统的实时发电状态和所述交流电网的实时用电状态，控制所述长时和、或短时储能系统进行充放能量，以及控制所述制氢系统进行制氢。2.根据权利要求1所述的用于新能源场站的混合储能储氢装置，其特征在于， 所述第一并联支路包括第一变压器和第一变流器，第一变压器的一端和第一变流器的一端连接，第一变压器的另一端连接交流电网，第一变流器的另一端连接发电系统；其中，所述发电系统为新能源场站的风电系统和、或光伏发电系统，风电系统和光伏发电系统同时存在时，均通过一第一并联支路与所述交流电网连接。3.根据权利要求1所述的用于新能源场站的混合储能储氢装置，其特征在于，所述第二并联支路包括第二变流器，第二变流器的一端连接所述长时和、或短时储能系统，另一端连接所述储能储氢控制模块，所述储能储氢控制模块通过第二变压器连接至交流电网；所述交流电网为10kV或350kV的交流电网。4.根据权利要求3所述的用于新能源场站的混合储能储氢装置，其特征在于，所述短时储能系统包括飞轮储能、超级电容、超导储能中的至少一种，持续充放电时间不大于15分钟；长时储能系统包括锂电池、铅酸电池、钠硫电池、液流电池、压缩空气储能、抽水蓄能中的至少一种，持续充放电时间不低于1小时；短时储能系统和长时储能系统同时存在时，组成混合储能系统。5.根据权利要求1所述的用于新能源场站的混合储能储氢装置，其特征在于，所述第三并联支路中，制氢系统通过所述储能储氢控制模块和所述第二变压器连接至交流电网。6.根据权利要求4所述的用于新能源场站的混合储能储氢装置，其特征在于，所述短时储能系统为飞轮储能系统时，飞轮转动能量为其中，J为飞轮转子的转动惯量，为转子角速度；对于质量分布均匀的转子，其中，R为转子半径，n为转子转速；飞轮在运行过程中，充满电时的转子转速为n
max
，待机时的转子转速为n
min
，则飞轮储能系统的储电量表示为：。7.根据权利要求4所述的用于新能源场站的混合储能储氢装置，其特征在于，所述储能储氢控制模块根据所述交流电网的实时用电状态，获取并网点交流电网频率，并判断该频率是否在新能源场站一次调频死区范围内，根据电网需要，死区范围设置为
‑
f
DB
≤f≤f
DB
，电网额定频率f0；
在发电高峰期，如果电网调度AGC指令要求的功率＜风电、光伏场站可发功率，则表示风电、光伏场站能够发过多的电能，故有一部分电能不能上网，存在限电现象，此时：（1）如果交流电网频率
‑
f
DB
≤f≤f
DB
，以及f＜
‑
f
DB
时，混合储能系统不进行电网频率优化调节，执行以下策略：如果混合储能系统中，短时储能系统储电量1和长时储能系统的储电量2满足95%≤≤100%且95%≤≤100%则混合储能系统不工作，制氢系统开始工作，产生氢气；如果短时储能系统储电量1和长时储能系统的储电量2满足0≤1＜95%且95%≤≤100%，则短时储能系统按要求开始充电，充电功率=min{风电、光伏场站可发功率
‑
电网调度AGC指令要求的功率，短时储能系统最大充电功率}；如果短时储能系统储电量1和长时储能系统的储电量2满足0≤2＜95%且95%≤≤100%，则长时储能系统按要求开始充电，充电功率=min{风电、光伏场站可发功率
‑
电网调度AGC指令要求的功率，长时储能系统最大充电功率}；如果短时储能系统储电量1和长时储能系统的储电量2满足0≤1＜95%且0≤2＜95%，则短时储能系统优先开始充电，充电功率=min{风电、光伏场站可发功率
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗桂平，王志强，苏森，韩坤，陈胜林，
申请(专利权)人：华驰动能北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：