[发明专利]一种适用于高速公路服务区的微电网系统及其运行策略

说明书

本发明涉及一种适用于高速公路服务区的微电网系统及其运行策略，系统包括光伏单元、氢能单元、风电单元、直流总线、AC/DC转换单元、交流总线和电网，所述高速公路服务区设有充气桩和充电桩；运行策略包括获取光伏单元和风电单元的发电功率以及高速公路服务区中充电桩的用电需求；判断光伏单元和风电单元满足用电需求，则执行将多余的电量输送到氢能单元中为充气桩充气或为燃料电池充电的第一子策略，否则执行综合所有能源为充电桩充电的第二子策略。与现有技术相比，本发明满足高速公路服务区内的新能源汽车用电、用气需求，能够实现电转氢及氢转电的能量转换，提高能源利用效率，减少环境污染和电能的浪费。

技术领域

本发明涉及适用于高速公路服务区的微电网领域，尤其是涉及一种适用于高速公路服务区的微电网系统及其运行策略。

背景技术

现有技术中，高速公路服务区内的电动汽车充电桩系统、氢燃料电池汽车加气系统均为独立的能源系统，彼此分开独立运行，往往能源利用效率较低、成本高昂。同时现有技术需要大量的储能设备，比如铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池等二次电池，由于其售价较高，寿命短，在系统运行期间要常常更换电池设备，大规模应用后短期难以实现盈利，且造成相关的环境污染反而增大，与未来发展的清洁、经济、高效的发展理念不符。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在能源利用效率较低、成本高昂的缺陷而提供一种适用于高速公路服务区的微电网系统及其运行策略。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于高速公路服务区的微电网系统，包括光伏单元、氢能单元、风电单元、直流总线、AC/DC转换单元、交流总线和电网，所述高速公路服务区设有充气桩和充电桩，所述氢能单元包括依次连接的电解槽、储氢罐和燃料电池，所述直流总线分别连接所述光伏单元、电解槽、燃料电池和AC/DC转换单元，所述交流总线分别连接所述风电单元、AC/DC转换单元、充电桩和电网，所述储氢罐还连接所述充气桩。

本发明还提供一种采用如上所述的一种适用于高速公路服务区的微电网系统的运行策略，包括以下步骤：

S1：通过所述高速公路服务区的能量管理中心获取光伏单元和风电单元的发电功率以及高速公路服务区中充电桩的用电需求；

S2：判断光伏单元和风电单元的总发电功率是否大于充电桩的用电需求，若大于，则执行预设的第一子策略，否则执行预设的第二子策略。

进一步地，所述第一子策略包括以下步骤：

S301：通过光伏单元和风电单元向所述充电桩供电，满足所述高速公路服务区充电桩的用电需求后，将多余的电能输送到氢能单元，并计时；

S302：氢能单元通过电解槽执行电转氢操作；

S303：判断是否到达预设的第一时间周期，若到达，则执行步骤S304，否则，停止执行；

S304：判断储氢罐中的氢气量是否大于高速公路服务区中氢燃料汽车的氢气需求量，若是，则执行步骤S305，否则通过电网向所述氢能单元供电，氢能单元通过电解槽执行电转氢操作；

S305：将储氢罐中的氢气输送到充气桩给氢燃料电池汽车充气，在满足所述氢气需求量后判断净产氢量是否大于储氢罐的额定容量，若满足条件则进入第六步，若不满足条件则直接结束；

S306：氢能单元开始利用多余氢气进行发电，将氢气输送到燃料电池中进行发电，并向大电网反馈输电。

进一步地，所述第一时间周期在30至90分钟范围以内。

进一步地，所述第一时间周期为60分钟。

进一步地，所述电转氢操作具体为，将电能输送到电解槽中，电解槽开始制氢，完成制氢后将产生的氢气输送到储氢罐中。