[发明专利]考虑多余氢气和氧气售卖的综合能源系统经济性提升方法

说明书

本发明公开了考虑多余氢气和氧气售卖的综合能源系统经济性提升方法，采用纯化富氧气体制氧法制氧，先用催化剂使富氧气体里的氢气和氧气结合成水分子，再用分子膜筛除水分子；明确在综合能源系统中引入电解水生产氢气，并纯化电解水的副产品来生产氧气能提高综合能源系统经济性；设计基于实际情况并包含电解水和氧气纯化的综合能源系统模型，模拟综合能源系统一天的运行，并通过优化所有可控能量源每小时的电、热和氢输出量，在考虑卖出多余氢气和氧气可以盈利的情况下，使多能量源的运行成本最小化。本发明通过把电解水产出的富氧气体纯化来低成本的制造医用氧气，并出售多余的氧气和氢气带来利润，既提高了经济效益，又增加了对风电光电的吸纳。

技术领域

本发明涉及考虑多余氢气和氧气售卖的综合能源系统经济性提升方法，属于电力系统技术领域。

背景技术

中国北方一些省份70％以上的供热是由热电联产机组提供的，但热电联产机组的热产出和电产出有耦合关系，这制约了其灵活性。由于热电联供机组是不灵活的，所以在供热的同时必然产生电能。在冬天，热电联供机组通常会为了满足热需求而一直工作，并一直产生电能。尤其在用电低谷时期，热电联供机组也会产生大量电能，这就导致了弃风现象。

目前电转氢越来越多的被用来增加热电联供机组的灵活性。此外，学者们还提出通过纯化电转氢的副产品——富氧气体来满足当地的医用氧气需求。但目前的研究提出用电解水吸纳多余的风电，并生产氢气和氧气来满足当地的需求，电解器没有满负荷工作，对风电、光电的吸纳也有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供考虑多余氢气和氧气售卖的综合能源系统经济性提升方法，在含富氧气体纯化的综合能源系统运行中出售多余的氢气和氧气，从而可以让电解水设备和氧气纯化设备生产出更多的氢气和氧气，并卖出来产生经济效益，能吸纳多余的风电光电，减少弃风弃光。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

考虑多余氢气和氧气售卖的综合能源系统经济性提升方法，包括如下步骤：

步骤1，在综合能源系统中引入电解水设备，使电解水设备满负荷工作，来生产氢气，同时获得电解水设备的副产品即富氧气体；

步骤2，在综合能源系统中引入氧气纯化设备，利用氧气纯化设备纯化富氧气体，来生产氧气；

步骤3，将步骤1生产的氢气中的部分氢气和步骤2生产的氧气中的部分氧气用于满足综合能源系统所在区域的需求，将多余的氢气和多余的氧气分别装罐并出售给其他有需要的区域，获取盈利，使综合能源系统运行成本最小化。

作为本发明的一种优选方案，步骤2所述利用氧气纯化设备纯化富氧气体，具体方法为：

先利用催化剂使富氧气体中的氢气和氧气结合成水分子，再用分子膜筛除水分子得到氧气；每隔一定时间，将分子膜用电烘干。

作为本发明的一种优选方案，所述综合能源系统包括电转氢设备、电锅炉、储电装置、热电联产机组，电转氢设备包括电解水设备和储氢罐。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明通过把电解水产出的富氧气体纯化来低成本的制造医用氧气，并出售多余的氧气和氢气带来利润，既提高了经济效益，又增加了对风电光电的吸纳。

附图说明

图1是本发明所用的综合能源系统能源流动说明图。

图2是电解器可行域，其中(a)是电解器的可操作区域，(b)是分割成4个三角形的可操作区域。

图3是本发明的测试系统图。

图4是案例1各机组电出力。

图5是案例2各机组电出力。