一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于电力领域，公开了一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法，本发明专利技术采用的制氢系统，由风力发电、光伏发电、储能电池、制氢装置组成；制氢系统内有多台制氢装置，每台制氢装置均有功率上下限；所述冷热备用为制氢装置冷备用、热备用状态，冷备用、热备用状态下制氢装置不制氢，冷备用状态比热备用状态设备维持功率小，但切换至制氢状态所需时间比热备用状态长；所述运行状态调控方法为计算制氢装置的功率，确定冷备用状态、热备用状态的方法。通过预测下一时刻制氢装置功率，确定本时刻制氢装置运行状态。本发明专利技术的方法能够精准判断制氢装置运行状态，节省电能损耗，增加制氢系统经济效益。加制氢系统经济效益。加制氢系统经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法


[0001]本专利技术涉及电力领域，尤其涉及一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法。

技术介绍

[0002]氢能是一种二次能源，具有密度小、导热系数高、存在形式广泛、点燃快，储值密度高、无污染、配置灵活、用途广泛等特点。氢能作为一种战略性高效清洁能源，其产业发展受到世界各国的关注和重视。世界各国制定和出台一系列相关的政策及规划，明确氢能产业发展路线图，研发氢能综合利用技术，启动相关示范应用项目，并不断完善配套加氢站等基础设施的建设。荷兰、丹麦与德国等国加强氢能产业合作，不断推进氢能产业的发展。欧、美、日等发达国家不断加大研发投入和政策支持，氢能在固定式发电、通信基站、备用电源等领域发展迅速，逐步加快商业化的进程。
[0003]制氢装置的状态可以分为工作状态、冷备用状态、热备用状态和停机状态。其中设备处于冷备用状态时，仅维持控制单元、防冻系统部件的供电，处于低功耗状态不制氢，转换至工作状态时间大约需要20min；设备处于热备用状态时，除维持控制单元、防冻系统部件的供电以外，还需保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法，其特征在于，通过预测目标时刻的下一时刻制氢装置的功率，确定目标时刻制氢装置的冷热备用运行状态，包括如下具体步骤：步骤1：建立制氢系统中风力发电模块、光伏发电模块、储能电池模块的数学模型；步骤2：确定制氢系统运行的约束条件；步骤3：确定制氢系统的能量管理目标函数，所述的目标函数包括新能源消纳率、经济收益中的一种或两种；步骤4：预测T2时刻多台制氢装置总功率，其中，T2时刻为目标时刻的下一时刻；步骤5：根据T2时刻多台制氢装置总功率，预测T2时刻单台制氢装置功率，若计算结果低于制氢装置功率下限，则制氢装置在T2时刻处于备用状态；步骤6：根据T2时刻单台制氢装置功率，预测T1时刻单台制氢装置功率，其中，T1时刻为目标时刻；若计算结果低于制氢装置功率下限，则制氢装置在T1时刻处于备用状态；步骤7：若T1、T2时刻制氢装置均为备用状态，则T1时刻制氢装置为冷备用状态；若T1时刻制氢装置功率为备用状态，T2时刻制氢装置功率不为备用状态，则T1时刻制氢装置为热备用状态。2.根据权利要求1所述的一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法，其特征在于，步骤1中，风力发电模块的数学模型为：式中，ρ为所处环境的空气密度；R为风叶的半径；v为输入地的实际风速；C
p
为系统对风能利用的系数；θ为桨矩角；λ为叶尖速比；λ
i
为中间变量，P
wi
为风电出力，单位为kW；光伏发电模块的数学模型为：
式中，U
m
、I
M
分别为当光伏阵列取得最大功率时对应的输出电压和电流；I
S
为二极管饱和电流；V
oc
为端电压；P
pv
为光伏出力，单位为kW；C1、C2分别为中间变量；U为光伏阵列输出电压，I为光伏阵列输出电流；储能电池模块的数学模型为：式中，SOC为储能电池荷电状态，P
bt
为充放电功率，C
bt
表示储能电池容量，V
bt
为充放电电压；m为使用运行调控方法小时数。3.根据权利要求1所述的一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法，其特征在于，步骤2中约束条件包括如下：特征在于，步骤2中约束条件包括如下：特征在于，步骤2中约束条件包括如下：特征在于，步骤2中约束条件包括如下：特征在于，步骤2中约束条件包括如下：式中，P
ac
为储能电池充放电功率，正值表示充电，负值表示放电，单位为kW；P
el
为制氢装置运行功率，单位为MW，P
el
(i)为第i台制氢装置运行功率，n为制氢装置数量；P
wi
为风电出力，P
pv
为光伏出力，为风力发电出力上限，单位为kW，为光伏发电出力上限，单位为kW，为制氢装置最大功率，单位为kW，为储能电池功率上限，单位为kW。4.根据权利要求1所述的一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法，其特征在于，步骤3中，新能源消纳率是系统消耗风力发电、光伏发电功率占总发电功率的比例，计算公式如下：式中，xnl为消纳率，单位为％；经济收益是系统售氢收益，计算公式如下：E＝V
el
C
hy
式中，E为经济收益，单位为元；C
hy
为售氢单价，单位为元/Nm3；V
el
为制氢量，单位为Nm3。5.根据权利要求1所述的一种制氢系统中的制氢装置冷热备用运行状态调控方法，其特征在于，步骤4中具体包括如下步骤：4.1：收集未来T1、T2时刻天气预测数据，包含温度、光照、风速信息，T...

【专利技术属性】
技术研发人员：年珩，陈磊磊，赵建勇，韩永强，范彩兄，王正伟，马润生，赵文强，周军，石生超，祁富志，王海亭，王克荣，徐嘉伟，罗仲全，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网青海省电力公司国网青海省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：