[发明专利]一种风电-光电耦合的工业规模稳定供氢系统

权利要求书

1.一种风电-光电耦合的工业规模稳定供氢系统，其特征在于：包括依次连接的风力发电耦合光伏发电单元、蓄电单元和电解水制氢单元；其中，蓄电单元的容量满足如下准则模型，

σ_b＝(σ_w+σ_p)f_wp–1.30×10^-2τ_b (1)，

式(1)中，σ_b为供电波动率，表示特定时间尺度内供电功率的波动大小；σ_w与σ_p分别为风力发电波动率与光伏发电波动率，通过式(2)计算，

式(2)中，t₀是任意时间；T是周期时间；P(t)是时间t所对应的发电功率，P_r是在周期时间内电功率的平均值，通过式(2.1)计算，

对于风力发电，P(t)表示为P_w，通过式(2.2)计算，

P_ws为风力发电机单台额定功率，v_ci为切入风速，v_co为切出风速，v_s为额定风速，v为实时风速；

对于光伏发电，P(t)表示为P_p，通过式(2.3)计算，

P_ps表示光伏组件的额定功率，G_T为太阳辐射强度，G_25℃为25℃时的参照辐射量，α_p为功率温度系数，f为影响系数，Tm为工作温度；

式(1)中，f_wp为耦合因子，表示风电与光电的耦合对波动的平抑效果，通过式(3)计算，

f_wp＝σ_wp/(σ_w+σ_p) (3)，

式(3)中，σ_wp为风电和光电耦合的波动率，通过式(2)计算，此时，式(2)中的P(t)表示为P_wp，通过式(3.1)计算，

P_wp＝a*P_w+b*P_p (3.1)，

其中，a+b＝1，a和b分别表示风电和光电在发电单元中所占比例；

式(1)中，τ_b为蓄电单元时间常数，代表了蓄电单元对供电波动性的调节能力，通过式(4)计算，

τ_b＝B_s/P_b (4)，

其中，B_s是蓄电单元容量，P_b是蓄电单元输出的功率。

2.根据权利要求1所述的风电-光电耦合的工业规模稳定供氢系统，其特征在于：在电解水制氢单元后还连接有储氢单元，储氢单元的容量满足如下准则模型，

σ_H＝(σ_w+σ_p)f_wp-1.30×10^-2τ_b-2.13×10^-3τ_h (5)，

其中，σ_H为供氢波动率，τ_h为储氢单元时间常数，代表了储氢单元额定容量能够提供制氢平均流率的时间，通过式(6)计算，

τ_h＝M_s/H_r (6)，

其中，M_s是储氢单元的容量，H_r为额定供氢流率。

3.根据权利要求1或2所述的风电-光电耦合的工业规模稳定供氢系统，其特征在于：所述的风力发电部分为变速恒频的风电机组，能够根据主线电压和发电机转速调节励磁电流，进而调节发电机输出电压，通过交流直流转换器为风力发电耦合光伏发电单元的系统主线提供恒压直流电。