[发明专利]热-氢双SOC氢储能系统及优化方法

权利要求书

1.一种热-氢双SOC氢储能系统，其特征在于，包括：电能输入通路、电能输出通路、储氢罐、电解槽和燃料电池；

所述电能输入通路与所述电解槽的输入端连接；

所述电解槽的输出端与所述储氢罐的输入端连接；

所述储氢罐的输出端与所述燃料电池的输入端连接；

所述燃料电池的输出端与所述电能输出通路连接；

其中，所述电解槽将所述电能输入通路输送的电能转化为氢能，并存储于所述储氢罐；

所述燃料电池将所述储氢罐存储的氢能转化为电能，并通过所述电能输出通路实现向电负荷供电。

2.根据权利要求1所述的一种热-氢双SOC氢储能系统，其特征在于，还包括：热能循环回路，所述热能循环回路分别与所述电解槽和所述燃料电池连接，用于实现热能在所述电解槽和所述燃料电池之间的循环传递。

3.根据权利要求2所述的一种热-氢双SOC氢储能系统，其特征在于，还包括：供水通路，所述供水通路分别与所述电解槽的输入端和所述燃料电池的输出端连接，用于将所述燃料电池形成的水输送至所述电解槽。

4.根据权利要求3所述的一种热-氢双SOC氢储能系统，其特征在于，所述供水通路与所述热能循环回路耦合，用于通过所述热能循环回路内的热能对所述供水通路内的水进行预热。

5.根据权利要求2至4任一所述的一种热-氢双SOC氢储能系统，其特征在于，还包括：换热器和储热罐；

所述换热器与所述热能循环回路耦合；

所述储热罐与所述换热器连接，用于通过所述换热器实现对所述热能循环回路内热能的存储。

6.一种上述权利要求1至5任一所述的热-氢双SOC氢储能系统的优化方法，其特征在于，包括：

获取电能输入通路的实际输出功率和输出功率影响因子，并构建电能输入通路的输出功率简化模型，通过所述输出功率简化模型得到电能输入通路的装机功率；

获取电能输入通路的预测输出功率影响因子，并根据电能输入通路的装机功率构建电能输入通路的预测功率模型，通过所述预测功率模型得到电能输入通路的预测功率；

获取电能输入通路的可用系数，并根据电能输入通路的预测功率构建电能输入通路的可调度功率模型，通过所述可调度功率模型得到电能输入通路的可调度功率；

根据电能输入通路的实际输出功率和电能输入通路的可调度功率得到电能输入通路在设定时间内的总偏差功率；

获取电网火电机组的输出功率、电网火电机组的运行成本系数、上网电价、惩罚系数、电网母线标号和电网母线数据集，并根据电能输入通路的装机功率和总偏差功率构建热-氢双SOC氢储能系统的运行成本函数；

对所述运行成本函数添加约束条件，并根据所述约束条件对所述运行成本函数进行计算，获得对应的最小运行成本。

7.根据权利要求6所述的一种热-氢双SOC氢储能系统的优化方法，其特征在于，所述对所述运行成本函数添加约束条件的步骤中，具体包括：

获取t时刻电解槽产生的功率、产氢速率、氢气的高热值和电解槽效率，并构建电解槽模型，通过所述电解槽模型得到电解槽消耗的功率；

获取t时刻燃料电池产生的热功率、燃料电池消耗氢的速率和燃料电池效率，并构建燃料电池模型，通过所述燃料电池模型得到燃料电池产生的电功率；

获取t-1时刻储氢罐中的总氢能状态量、储氢罐最大储氢能量和时间间隙，并根据所述电解槽消耗的功率、所述电解槽效率、所述燃料电池产生的电功率和所述燃料电池效率构建第一氢平衡SOC模型，并通过所述第一氢平衡SOC模型计算t时刻储氢罐中的总氢能状态量；

根据t时刻的储氢罐中的总氢能状态量构建热-氢平衡双SOC约束。