[发明专利]一种用于新能源微电网的飞轮储能与储氢充放电控制方法

说明书

本发明涉及一种用于新能源微电网的飞轮储能与储氢充放电控制方法，属于新能源技术领域。由于风电、光伏出力的随机性和不确定性，新能源发出的电能具有一定的波动性，在微电网中利用储能装置，来平滑新能源发电的输出功率。基于飞轮储能与储氢充放电控制方法，采用混合存储体系进行储能，能够对新能源发电的不同情况进行处理，以实现平滑新能源发电的输出功率。本发明能够结合不同储能的优势，避免不同类型储能在充放电控制中存在的缺点，同时考虑了不同技术之间的协调和配合问题，能够适应于新能源微电网的运行控制。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种用于新能源微电网的飞轮储能与储氢充放电控制方法。

背景技术

由于风电、光伏出力的随机性和不确定性，新能源发出的电能具有一定的波动性。大规模新能源并入电网时，会对电网的电能造成污染，为平滑新能源发电站的输出功率，可以在新能源发电站接入储能装置。在新能源微电网中，储能扮演着至关重要的角色，可以满足对额外容量和灵活性的需求。储能在新能源微电网中主要承担两个重要的任务：长期存储以扩展存储容量；短期存储以应对功率峰值。因此，需要多种操作模式，以同时解决这两种不同的需要。

混合存储体系能够结合不同储能的优势，同时避免不同类型储能的缺点。氢气是一种可靠的存储介质，具有极低的自放电率，通过可逆式固体氧化物电池可以在同一设备中进行电解和氢气的再电化，对于其工作特性，可逆式固体氧化物电池的负载跟随能力较差，需要一种能够在短时间内提供调节的储能技术进行混合储能，飞轮储能具有较大的容量密度和功率密度，维护周期长，系统稳定性强，适用于调峰调频，电能质量调节。因此，本研究提出一种将储氢与飞飞轮储能混合的充放电控制方法，解决如何综合控制飞轮储能与储氢充放电的技术问题，考虑了不同技术之间的协调和配合问题，能够适应于新能源微电网的运行控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于新能源微电网的飞轮储能与储氢充放电控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于新能源微电网的飞轮储能与储氢充放电控制方法，该方法包括以下步骤：

对新能源中光伏发电的状况进行分类，包括发电过剩和发电不足两种状况；

当新能源中光伏发电过剩时；

情况1：w≥w_up，说明此时飞轮的转速已达到上限值w_up，无法为其充能；

在情况1下，当储氢无法工作时，氢罐已满而无法通过电解对大容量存储进行充电，或者可逆式固体氧化物电池不能作为燃料电池运行；光伏发电过剩的能量注入微电网，其表达式为；

E_grid＝ΔE

式中，E_grid表示从微电网流出或流入的能量，ΔE表示光伏输出能量与负载所需能量之差；

情况2：w＜w_up，说明飞轮储能能够进行储能；

在情况2下，当储氢无法工作时，飞轮储能吸收光伏发电过剩的能量，超出飞轮储能容量的能量会流入电网，其表达式为；

E_grid＝ΔE-E_smooth

情况3：w＞w_lp，说明飞轮储能能够进行释能；

在情况3下，当储氢无法工作时，可逆式固体氧化物电池无法以燃料电池模式运行，该飞轮储能一直减速直到达到其容量极限；如果飞轮储能提供的能量不足，则微电网将提供剩余部分，其表达式为；

E_grid＝|ΔE|-E_smooth