[发明专利]一种主动配电网剩余电量的处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种主动配电网剩余电量的处理方法及系统，该方法包括：获取剩余电量电解制氢的参数；根据参数建立产热量模型；获取主动配电网及区域供热网成本信息，并根据主动配电网及区域供热网成本信息及产热量模型建立剩余电量的处理模型；获取主动配电网的当前剩余电量，根据当前剩余电量计算剩余电量的处理模型的最小值，并根据此时剩余电量的处理模型的参数数据进行电解制氢产生氢气和热能，并将热能输入至区域供热网。通过实施本发明，消除了多余的能量，提高了热电联合的灵活性，从而降低了区域供热网的运行损耗及运行成本。

技术领域

本发明涉及配电网领域，具体涉及一种主动配电网剩余电量的处理方法及系统。

背景技术

分布式风力、太阳能和热电联合电厂数量的迅速增加导致了电网中大量的过剩电力。在主动配电网中，反向潮流将多余的能量送回高压输电网以解决过剩电力问题。但这种较长的功率传输路径意味着相当大的安全问题，并且会造成更高的功率损耗和运行成本。将过剩的电力转化为氢气(P2H)已被认为是满足交通部门潜在氢气需求的一种有前途的方法。

随着燃料电池电动汽车(FCEV)的商业化，P2H可能成为除电池存储外的另一种经济的电力存储方式。然而，目前的商业化电解(无论是碱性或质子交换膜(PEM))的电制氢效率约为60％-70％，剩下的30％-40％中大约20％-30％在60℃-80℃温度下以热的形式散失，造成了能源的浪费。

目前，很多地区通过将剩余的电能转换为热量和氢气，并利用区域供热网为该地区用户进行供热，同时也为车辆提供氢气，这为过剩电力制氢产生的热量提供了新的利用途径。因此，如何合理有效地将电解剩余电能产生的热能提供给区域供热网使用，对提高热电联合的灵活性、主动配电网过剩电力的使用效率以及降低区域供热网的运行损耗和运行成本具有重要意义。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中在电解过剩电能转化为氢气过程中缺乏对热能的合理有效使用的缺陷，从而提供一种主动配电网剩余电量的处理方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种主动配电网剩余电量的处理方法，包括：

获取剩余电量电解制氢的参数，所述参数包括：电堆温度、产氢功率、产热量、直流电压及隔离电解反应所需的最小电池电压；

根据所述参数建立产热量模型；

获取主动配电网及区域供热网成本信息，并根据所述主动配电网及区域供热网成本信息及所述产热量模型建立剩余电量的处理模型，所述主动配电网及区域供热网成本信息为主动配电网及区域供热网的使用成本；

获取主动配电网的当前剩余电量，根据所述当前剩余电量计算所述剩余电量的处理模型的最小值，并根据此时所述剩余电量的处理模型的参数数据进行电解制氢产生氢气和热能，并将所述热能输入至所述区域供热网。

在一实施例中，所述产热量模型为：

其中，P_Heat为产热量；为产氢功率；T为电堆温度；U_tn(T)为隔离电解反应所需的最小电池电压；U_cell为直流电压。

在一实施例中，所述剩余电量的处理模型为：

其中，P为剩余电量的处理模型；c_e(t)为t时刻的电量单价；P_T(t)为t时刻从输电网购买的电量；为天然气的单价；为t时刻热电联合所需的天然气量；为氢气的单价；为t时刻生产的氢气量；P_WT为风力发电供能的有功功率；P_PV为光伏发电供能的有功功率；t为时间参数；