[发明专利]一种天然气掺氢混气站的自供电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种天然气掺氢混气站的自供电系统，其特征在于，包括：天然气掺氢混气装置、压差发电设备、PEM氢燃料电池、燃气调压器、电力供应控制装置和供电装置；

上游天然气依次经过来气主管道、第一来气分支管道被输送至所述压差发电设备，所述压差发电设备输出的天然气依次经过第一出气分支管道、出气主管道被输送至所述天然气掺氢混气装置；

上游天然气依次经过所述来气主管道、第二来气分支管道被输送至所述燃气调压器，所述燃气调压器输出的天然气依次经过第二出气分支管道、所述出气主管道被输送至所述天然气掺氢混气装置；

所述压差发电设备上设有第一控制端和第一电能输出端，其中，所述第一控制端连接所述电力供应控制装置，所述第一电能输出端连接所述供电装置；

氢气依次经过氢气主管道、第一氢气分支管道被输送至所述天然气掺氢混气装置；氢气依次经过所述氢气主管道、第二氢气分支管道被输送至所述PEM氢燃料电池；

所述PEM氢燃料电池上设有第二控制端和第二电能输出端，其中，所述第二控制端连接所述电力供应控制装置，所述第二电能输出端连接所述供电装置；

所述电力供应控制装置用于对所述压差发电设备和所述PEM氢燃料电池进行调度控制；所述供电装置与所述天然气掺氢混气装置连接，用于储存电能并为所述天然气掺氢混气装置提供电能；所述天然气掺氢混气装置通过下游天然气管道输出掺氢天然气。

2. 根据权利要求1所述的天然气掺氢混气站的自供电系统，其特征在于，所述来气主管道上设有压力计，用于测量天然气来气压力并发送至所述电力供应控制装置；和/或

所述来气主管道上设有流量计，用于测量天然气来气流量并发送至所述电力供应控制装置；和/或

所述第二氢气分支管道上设有压强计，用于测量氢气来气压强并发送至所述电力供应控制装置。

3.根据权利要求1或2所述的天然气掺氢混气站的自供电系统，其特征在于，还包括设于所述氢气主管道、第一氢气分支管道、第二氢气分支管道交汇处的氢气缓冲罐，所述氢气缓冲罐上设有第一氢气进气口、第一氢气出气口和第二氢气出气口，所述第一氢气进气口连接所述氢气主管道，所述第一氢气出气口通过所述第二氢气分支管道连接所述PEM氢燃料电池，所述第二氢气出气口通过所述第一氢气分支管道连接所述天然气掺氢混气装置。

4. 根据权利要求1或2所述的天然气掺氢混气站的自供电系统，其特征在于，所述供电装置包括：

储能模块，用于将所述压差发电设备或者所述PEM氢燃料电池输出的电能进行储存；以及

与所述储能模块连接的调压整流模块，用于对所述储能模块储存的电能进行调压整流后输出至所述天然气掺氢混气装置。

5.根据权利要求1或2所述的天然气掺氢混气站的自供电系统，其特征在于，还包括用于连通所述出气主管道与下游天然气管道的旁通管道。

6.根据权利要求1或2所述的天然气掺氢混气站的自供电系统，其特征在于，还包括与所述电力供应控制装置连接的报警装置，用于当所述PEM氢燃料电池和所述压差发电设备均未达到运行条件时，发出报警信号。

7.一种用于如权利要求2至6任一项所述的天然气掺氢混气站的自供电系统的控制方法，其特征在于，包括：

当前为所述PEM氢燃料电池供电，若所述电力供应控制装置判断所述压强计测量的氢气压强低于第一预设值且所述流量计测量的天然气来气流量高于第二预设值，则切换至所述压差发电设备运行，为所述天然气掺氢混气装置供电；或者，若所述电力供应控制装置判断所述压强计测量的氢气压强低于第一预设值且所述压力计测量的天然气来气压力不低于所述压差发电设备要求压力下限，则切换至所述压差发电设备运行，为所述天然气掺氢混气装置供电；

当前为所述压差发电设备供电，若所述电力供应控制装置判断所述压强计测量的氢气压强不低于所述第一预设值，所述流量计测量的天然气来气流量不高于所述第二预设值，且所述压力计测量的天然气来气压力低于所述压差发电设备要求压力下限，则切换至所述PEM氢燃料电池运行，为所述天然气掺氢混气装置供电。