【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电制储氢，特别是涉及一种适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统。
技术介绍
1、海上风电作为我国新兴产业发展迅猛，其广阔的发展前景在推进能源结构转型中发挥了至关重要的作用。目前随着风电装机量的猛增，风电发展的问题也逐渐显现，不可控的风能使得风力发电存在较大的随机性和间歇性。其中，当风电产能过剩时，易出现弃风弃电的情况，造成资源浪费；当风电产能不达标时，易造成电网调度困难。为了更好的利用海上风能资源，需要改变储能方式或改变能源转化方式。
2、目前比较有前景的是利用海上风力发电制氢，风电制氢储能技术相对于其他储能方式具有高容量、易运输、无污染的优点。然而，当风力发电完全用于制氢时，需要综合考虑电能消耗，在电解水制氢设备消耗一部分电能的同时，储氢设备和其余辅助设备同样作为耗电设备消耗一部分电能，这将影响风力发电电能的利用率，进而限制了海洋风能资源大规模送出。由于辅助设备中的冷却设备是整个系统正常运行的关键设备之一，冷却设备的电能供给需要持续进行，但在风机发电的随机性和间歇性特点下，易出现电能供给不稳定。传统技术通过配置储能设备（如氢气燃料电池）为冷却设备辅助供电，但该方式同样出现能源二次转换的耗能问题。
3、此外，授权公告号为“cn219637861u”，名称为“一种适用于海上风电的模块化制氢平台”的中国技术专利具体公开了，“包括设于海床上制氢平台本体和设于制氢平台本体顶部的制氢设备，制氢平台本体包括钢管桩、导管架、转化层结构和预制式集装箱，钢管装设于海床中，导管架与出露海床部分的钢
4、因此，亟需提供一种适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电平台，以实现较少耗电支出的同时提高整个风电平台的运行效率和稳定性，并有效减小风力发电随机性和间歇性对风电平台的影响。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统。
2、本专利技术提出一种适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，包括设置于海上的制储氢平台上的给水模块、用于制备氢气的制氢模块、用于储存氢气的储氢模块和用于向各模块供电的电力模块，所述给水模块、所述制氢模块、所述储氢模块均与所述电力模块连接，所述制氢模块与所述储氢模块通过管道连接；所述给水模块通过循环水管流经所述制氢模块、所述储氢模块以及所述电力模块；所述给水模块包括第一冷却单元和第二冷却单元，所述第一冷却单元与所述第二冷却单元均设置于所述循环水管上，所述第一冷却单元电性连接供电设备以冷却水循环；所述第二冷却单元通过水力和/或风力作用冷却水循环；通过所述第一冷却单元和所述第二冷却单元的启停配合，使所述循环水管内的冷却水持续换热。
3、优选地，所述第一冷却单元包括第一水泵，所述第一水泵与所述供电设备电性连接；其中，所述供电设备包括所述电力模块和移动电源。
4、优选地，所述第二冷却单元包括风扇、第二水泵、水轮机和第三水泵，所述风扇设置于所述制储氢平台上，所述第二水泵设置于水面上方的循环水管的支段上，所述风扇与所述第二水泵连接，使所述风扇转动带动第二水泵运转；所述第三水泵设置于位于水面下的循环水管的支段上，所述水轮机与所述第三水泵连接，使所述水轮机旋转带动所述第三水泵运转。
5、优选地，所述循环水管设有用于监测冷却水温度和流量的控制模块，当风机发电出现随机性和间歇性时，所述控制模块控制所述第一冷却单元启停，使所述第一冷却单元与风机发电达到动态匹配。
6、优选地，所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元设置于流入所述储氢模块的循环水管的支段上；所述第二控制单元设置于流出所述储氢模块的循环水管的支段上。
7、优选地，所述系统还包括设置于所述制储氢平台上的应急模块，所述应急模块电性连接所述制氢模块、所述储氢模块和给水模块，以保证在应急情况下所述制氢模块、所述储氢模块和所述给水模块的电力供应；所述储氢模块通过管路与所述应急模块连接，用于应急供电以及平台调试供电。
8、优选地，所述系统还包括散热模块，所述散热模块设置于所述储氢模块与所述第二冷却单元之间且靠近所述储氢模块的位置处，并设置在所述循环水管的流经之路上；所述散热模块包括多层散热板，各所述散热板堆叠排列，所述循环水管在所述散热板多回路排布，使所述循环水管内的冷却水能够与海水充分换热。
9、如上所述，本专利技术涉及的一种适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，具有以下有益效果：
10、本专利技术通过第一冷却单元与第二冷却单元协同配合，以保证循环水管内冷却水的流动，使冷却水在制氢模块、储氢模块和电力模块之间进行循环流动。其中，当风力发电足量时，第一冷却单元主要由电力模块进行供电，以促进冷却水沿循环水管在各模块间流动；当风力发电出现随机性和间歇性导致风力发电不足时，通过供电设备作为补充能源以主动供电的方式为第一冷却单元进行供电，以保持冷却水沿循环水管流动。第二冷却单元以被动的方式通过水力和风力的作用实现冷却水的循环，无需消耗电力模块的电力供应。本专利技术通过第一冷却单元和第二冷却单元协同配合能够保证制储氢海上风电系统各模块的持续热交换，提高能源的利用率；在减少耗电支出的同时提高了系统整体的运行效率和稳定性，有效降低风力发电随机性和间歇性对系统的影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，包括设置于海上的制储氢平台（100）上的给水模块（200）、用于制备氢气的制氢模块（300）、用于储存氢气的储氢模块（400）和用于向各模块供电的电力模块（500），所述给水模块（200）、所述制氢模块（300）、所述储氢模块（400）均与所述电力模块（500）连接，所述制氢模块（300）与所述储氢模块（400）通过管道连接；所述给水模块（200）通过循环水管（600）流经所述制氢模块（300）、所述储氢模块（400）以及所述电力模块（500）；所述给水模块（200）包括第一冷却单元（210）和第二冷却单元（220），所述第一冷却单元（210）与所述第二冷却单元（220）均设置于所述循环水管（600）上，所述第一冷却单元（210）电性连接供电设备（700）以冷却水循环；所述第二冷却单元（220）通过水力和/或风力作用冷却水循环；通过所述第一冷却单元（210）和所述第二冷却单元（220）的启停配合，使所述循环水管（600）内的冷却水持续换热。
2.根据权利要求1所述的适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海
3.根据权利要求2所述的适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，所述第二冷却单元（220）包括风扇（221）、第二水泵（222）、水轮机（223）和第三水泵（224），所述风扇（221）设置于所述制储氢平台（100）上，所述第二水泵（222）设置于水面上方的循环水管的支段上，所述风扇（221）与所述第二水泵（222）连接，使所述风扇（221）转动带动第二水泵（222）运转；所述第三水泵（224）设置于位于水面下的循环水管的支段上，所述水轮机（223）与所述第三水泵（224）连接，使所述水轮机（223）旋转带动所述第三水泵（224）运转。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，所述循环水管（600）设有用于监测冷却水温度和流量的控制模块（610），当风机发电出现随机性和间歇性时，所述控制模块（610）控制所述第一冷却单元（210）的启停，使所述第一冷却单元（210）与风机发电的随机性和间歇性达到动态匹配。
5.根据权利要求4所述的适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，所述控制模块（610）包括第一控制单元（611）和第二控制单元（612），所述第一控制单元（611）设置于流入所述储氢模块（400）的循环水管的支段上；所述第二控制单元（612）设置于流出所述储氢模块（400）的循环水管的支段上。
6.根据权利要求1所述的适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，所述系统还包括设置于所述制储氢平台（100）上的应急模块（800），所述应急模块（800）电性连接所述制氢模块（300）、所述储氢模块（400）和所述给水模块（200），以保证在应急情况下所述制氢模块（300）、所述储氢模块（400）和所述给水模块（200）的电力供应；所述储氢模块（400）通过管道与所述应急模块（800）连接，用于应急供电以及平台调试供电。
7.根据权利要求1所述的适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，所述系统还包括散热模块（900），所述散热模块（900）设置于所述储氢模块（400）与所述第二冷却单元（220）之间且靠近所述储氢模块（400）的位置处，并设置在所述循环水管（600）的流经之路上；所述散热模块（900）包括多层散热板（910），各所述散热板（910）堆叠排列，所述循环水管（600）在所述散热板（910）多回路排布，使所述循环水管内的冷却水能够与海水充分换热。
...【技术特征摘要】
1.一种适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，包括设置于海上的制储氢平台（100）上的给水模块（200）、用于制备氢气的制氢模块（300）、用于储存氢气的储氢模块（400）和用于向各模块供电的电力模块（500），所述给水模块（200）、所述制氢模块（300）、所述储氢模块（400）均与所述电力模块（500）连接，所述制氢模块（300）与所述储氢模块（400）通过管道连接；所述给水模块（200）通过循环水管（600）流经所述制氢模块（300）、所述储氢模块（400）以及所述电力模块（500）；所述给水模块（200）包括第一冷却单元（210）和第二冷却单元（220），所述第一冷却单元（210）与所述第二冷却单元（220）均设置于所述循环水管（600）上，所述第一冷却单元（210）电性连接供电设备（700）以冷却水循环；所述第二冷却单元（220）通过水力和/或风力作用冷却水循环；通过所述第一冷却单元（210）和所述第二冷却单元（220）的启停配合，使所述循环水管（600）内的冷却水持续换热。
2.根据权利要求1所述的适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，所述第一冷却单元（210）包括第一水泵（211），所述第一水泵（211）与所述供电设备（700）电性连接；其中，所述供电设备（700）包括所述电力模块（500）和移动电源。
3.根据权利要求2所述的适应风机发电随机性和间歇性的制储氢海上风电系统，其特征在于，所述第二冷却单元（220）包括风扇（221）、第二水泵（222）、水轮机（223）和第三水泵（224），所述风扇（221）设置于所述制储氢平台（100）上，所述第二水泵（222）设置于水面上方的循环水管的支段上，所述风扇（221）与所述第二水泵（222）连接，使所述风扇（221）转动带动第二水泵（222）运转；所述第三水泵（224）设置于位于水面下的循环水管的支段上，所述水轮机（223）与所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝庆斌，林琳，林毅峰，朱雪诞，张洁，闾泽洋，沈盼盼，徐浩然，赵仕伦，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。