[发明专利]一种具有可移动氢能应急电源的微电网系统

说明书

本发明提供一种具有可移动氢能应急电源的微电网系统，包括移动单元及与移动单元可拆卸连接的固定单元；移动单元包括连接在直流母线上的第一燃料电池发电单元、蓄电池、第一接口和第二接口；第一接口用于连接储存有氢气的储氢系统，第二系统接口用于连接核电厂的小汽轮发电机系统（LLS）以使得移动单元作为厂用电应急电源；固定单元包括连接在与直流母线可拆卸连接的发电单元以及连接在交流母线上的DC/AC双向变流单元、负荷供电单元、并网开关和制氢装置；第一直流母线设置有第三接口和第四接口，第三接口用于与DC/AC双向变流单元可拆卸连接,第四接口用于与光伏发电单元可拆卸连接。本发明克服了目前核电厂厂用电应急电源方面存在的缺陷，能够大大提高核安全。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种具有可移动氢能应急电源的微电网系统。

背景技术

对于核电领域来说，核安全意义重大，为了确保核安全，核电厂的厂用电电源需高度冗余化，例如常规的应急柴油发电机、移动应急柴油发电机、LLS小汽机以及蓄电池等，但遇到特殊情况时，需保证核电厂的厂用电电源正常，因此核电厂需具有厂用电应急电源。而目前厂用电应急电源大多采用传统化石燃料，传统化石燃料(例如煤、石油、天然气)的持续消耗会造成严重的能源短缺问题以及地球环境问题，开发新型可再生能源迫在眉睫，现有的一些可再生能源技术方案都有一定的局限性，例如风能受环境气候影响大，存在间歇性与随机性问题，并网会对电网造成冲击；又例如海洋能(潮汐能、波浪能、温差能)在地域及技术层面有很大的局限性；又例如太阳能则只在有光照情况下才能发电，存在间歇性与随机性问题，并网会对电网造成冲击。而针对可再生能源应用的局限性，需要配置较大容量的储能系统，目前最常用的储能形式为电化学储能，例如锂电池、蓄电池等。而作为清洁、高效的新能源-氢能，氢能量密度高达120MJ/kg，氢的发热值为142351kJ/kg，是汽油发热值的3倍；氢是自然界中存在最普遍的元素，我们可以从可再生的原料如水、生物质或沼气中制得；氢能有多种利用形式，既可以像汽油一样应用于内燃机通过直接燃烧产生热能为动力装置提供能量，又可以通过燃料电池发电，氢燃料电池技术具有能量转换效率高和零排放的显著优势；因此氢能相对于风能、海洋能和太阳能而言，具有更多的优点。

由于核电厂各系统的应急电源也可能出现故障，因此需要提出一种移动应急电源来作为备用电源，同时该备用电源也应满足清洁能源的要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有可移动氢能应急电源的微电网系统，以克服目前核电厂厂用电应急电源方面存在的缺陷，以提高核安全。

为了实现本发明目的，本发明实施例提供一种具有可移动氢能应急电源的微电网系统，包括移动单元及与所述移动单元可拆卸连接的固定单元；

所述移动单元包括连接在直流母线上的第一燃料电池发电单元、蓄电池、第一接口和第二接口；所述第一接口用于连接储存有氢气的储氢系统，所述第二系统接口用于连接核电厂的小汽轮发电机系统（LLS）以使得移动单元作为厂用电应急电源，所述第一燃料电池发电单元用于利用储氢系统的氢气进行发电；

所述固定单元包括连接在与所述直流母线可拆卸连接的发电单元以及连接在交流母线上的DC/AC双向变流单元、负荷供电单元、并网开关和制氢装置；所述制氢装置用于制取氢气并储存于所述储氢系统；其中，所述发电单元发电得到的电能的部分通过所述负荷供电单元向负荷供电，部分储存于所述蓄电池中；所述并网开关用于控制所述微电网并网或离网运行；

所述第一直流母线设置有第三接口和第四接口，所述第三接口用于与所述DC/AC双向变流单元可拆卸连接,所述第四接口用于与所述光伏发电单元可拆卸连接。

其中一个实施例，所述交流母线上还连接有第二燃料电池发电单元。

其中一个实施例，所述第一燃料电池发电单元为PEMFC燃料电池发电单元，所述第二燃料电池发电单元为SOFC燃料电池发电单元。