[发明专利]热-氢双SOC氢储能系统及优化方法

说明书

本发明提供一种热‑氢双SOC氢储能系统及优化方法，所述系统包括：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。本发明通过配置电解槽和燃料电池实现对能量在电能、热能和氢能之间的转化，保证了混合系统运行的稳定性和和可靠性。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种热-氢双SOC氢储能系统及优化方法。

背景技术

随着能源结构的变化，以新能源为主体的新型电力系统将成为为未来能源系统转型发展的重要方向。近年来，在新能源资源富集地区，风、光等新能源已成为当地主体电源。随之而来的稳定性、安全性问题已成为制约高比例新能源电网进一步发展的瓶颈。

发明内容

本发明提供一种热-氢双SOC氢储能系统，用以解决现有技术中稳定性、安全性问题已成为制约高比例新能源电网进一步发展的瓶颈的缺陷，通过利用氢储能作为完全清洁的储能方式，既具备响应速度快、储能容量大和跨季节储能的优势，又能够适应气候干旱寒冷，昼夜温差大的运行环境的优势，配置电解槽和燃料电池实现对能量在电能、热能和氢能之间的转化，保证了混合系统运行的稳定性和和可靠性。

本发明还提供一种热-氢双SOC氢储能系统的优化方法，用以解决现有技术中风电场与储能构成混合系统成为保证高比例风电电力系统运行成本高、运行效率低的缺陷，通过对氢储能系统的配置优化，降低常规机组运行成本、提高风电场并网功率、优化储能系统运行效率。

根据本发明第一方面提供的一种热-氢双SOC氢储能系统，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。

根据本发明的一种实施方式，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。

具体来说，本实施例提供了一种热能循环回路的实施方式，通过设置热能循环回路实现了对热能的循环利用，提高氢储能系统运行的效率和可靠性，并且维持系统温度的稳定。

根据本发明的一种实施方式，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。

具体来说，本实施例提供了一种供水通路的实施方式，供水通路的设置，实现了将燃料电池处生成的水导流至电解槽，供给电解槽，以便电解槽利用电能对水进行分解，生成氢气最终将电能转化为氢能进行存储。

根据本发明的一种实施方式，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。

具体来说，本实施例提供了一种供水通路与热能循环回路耦合的实施方式，通过将供水通路与热能循环回路进行耦合，使得从燃料电池流向电解槽的水得到预热，提升工作效率。

根据本发明的一种实施方式，还包括：换热器和储热罐；