[发明专利]一种带氢储能的能源系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种带氢储能的能源系统及控制方法，利用氢储能将谷值暂时过剩的能源变为氢能进行储存，在峰值时以电能释放补给能源系统，使得能源系统供需平衡,氢能作为一种绿色能源，能够通过电解水制氢获得，而且能够被长期存储在高压气瓶、有机液体或固态储氢合金中。同时，斯特林热机和氢燃料电池都可以将氢气再次转化为电能。本发明能大幅度提高能源系统的能源利用率，减弱能源系统对天气情况的依赖，使能源系统更加稳定，用户体验更加舒适。

技术领域

本发明属于氢能储存技术领域，具体涉及一种带氢储能的能源系统及控制方法。

背景技术

能源问题成为目前国际形势上尤为重要的一环，其中电能是最常用的能源，但由于电力不能存储，其发电、输电、配电和用电都是一个即时的过程。因此，通常会出现峰值时电力不够、谷值时电力过剩的情况。该问题在风力发电或太阳发电占比较高的能源系统中尤为突出，由于上述两种发电依赖于天气，峰值时出现缺电、谷值时过剩的概率大大增加，使得大量可再生能源被浪费。由此，发明一种使得电力系统更加稳定的方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有供电系统容易出现峰值时出现缺电、谷值时电力过剩的缺点，提出了一种带氢储能的能源系统及控制方法。

本发明采用如下技术方案：

一种带氢储能的能源系统，其关键在于：包括依次连接的发电站团、变电组团、能源管理中心和用户组团，所述发电站团包括多个分散式分布的发电单元，单个所述发电单元为所述氢能发电站、风力发电站或光伏发电站中的任一种，对应每个所述发电单元分别设有一个变电单元，所有所述变电单元组成所述变电组团。

作为优选方案，所述氢能发电站内设有电解水装置、燃料发电装置、通讯装置和控制装置，所述风力发电站、光伏发电站、变电组团和用户组团均设有通讯装置，所述能源管理中心内设置有信息交互、潮流计算和能源分配等软件平台。

作为优选方案，所述发电单元之间电力能量单向流动和信息双向交互；所述变电单元与氢储能发电站之间电力能量和信息均双向交互，变电单元和能源管理站之间信息双向交互，用户和能源管理站之间信息双向交互，用户和变电单元之间电力能源单向流动。

作为优选方案，所述燃料发电装置为氢燃料电池组或斯特林燃气轮机中的任一种。

一种带氢储能的能源系统的控制方法，包括以下步骤：

S1.能源管理中心采集各用户用电需求数据，计算区域用户的电力总需求N；

S2.能源管理中心向风力发电站和/或光伏发电站对应的变电单元发送电力总需求N；

S3.能源管理中心计算电力总需求N与风力发电站和/或光伏发电站等所有电源点的发电能力P的差值；

S4.能源管理中心根据电力总需求N与发电能力P的差值发出指令信号控制氢能发电站工作模式：

当N＜P时，能源管理中心发出指令信号将风力发电站和/或光伏发电站的电力部分输送至氢能发电站中的电解水装置，将过剩电能转化为氢气和氧气储存起来；

当N＝P时，氢能发电站处于闲置状态；

当N＞P时，能源管理中心发出指令信号启动氢能发电站中的燃料发电装置，利用储存的氢气和氧气进行补偿发电，并将补偿电力输送到变电单元变压后输送到用户组团。

作为优选方案，步骤S4中能源管理中心根据电力总需求N和发电能力P的差值大小控制氢能发电站启动数量和功率。