[发明专利]包含制氢和储能的柔性负荷系统及其控制方法和控制系统

说明书

本发明属于电源规划和新能源发电领域，公开了一种包含制氢和储能的柔性负荷系统及其控制方法和控制系统，包括新能源设备、制氢设备、储能设备和输电线路；输电线路一端上设置用于连接电网的电网接口，另一端依次连接新能源设备、制氢设备、储能设备和输电线路；其中，新能源设备用于提供新能源电力，并通过输电线路发送至电网接口、制氢设备和储能设备中的至少一个；储能设备用于存储新能源电力得到储能电力，或发送储能电力至电网接口和制氢设备中的至少一个；制氢设备用于通过新能源电力制氢。能够有效解决电力供应保障和新能源消纳问题，并且降低资源浪费、环境污染以及电力系统的运行成本。

技术领域

本发明属于电源规划和新能源发电领域，涉及一种包含制氢和储能的柔性负荷系统及其控制方法和控制系统。

背景技术

目前，随着能源转型的发展，一批大型风电光伏基地正在逐步实施，随着新能源占比进一步提高，由于新能源自身特性与能源电力需求的不匹配，未来需重点解决的问题主要包括电力供应保障和新能源消纳两个方面问题，而电力保障关系到能源安全，问题更加突出。

其中，关于电力供应保障和新能源消纳问题主要体现在新能源自身的不稳定性上，新能源发电量易受季节性和极端天气的影响产生较大的波动，从而导致电力供应的稳定性较差。目前，针对这一问题，常规做法是建设一定容量火电机组，而火电机组利用的煤、油以及气等燃料均为化石能源，容易造成较大的环境污染，多电且火力发电成本较高，造成电力系统整体运行成本增加。并且，新能源发电量较多时均采用弃电方式进行消纳，造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，通过建设火电机组应对电力供应保障和新能源消纳问题时，存在环境污染、成本较高且弃电浪费的缺点，提供一种包含制氢和储能的柔性负荷系统及其控制方法和控制系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明第一方面，一种包含制氢和储能的柔性负荷系统，包括新能源设备、制氢设备、储能设备和输电线路；

输电线路一端上设置用于连接电网的电网接口，另一端依次连接新能源设备、制氢设备、储能设备和输电线路；

其中，新能源设备用于提供新能源电力，并通过输电线路发送至电网接口、制氢设备和储能设备中的至少一个；

储能设备用于存储新能源电力得到储能电力，或发送储能电力至电网接口和制氢设备中的至少一个；

制氢设备用于通过新能源电力制氢。

可选的，所述储能设备为熔盐储能设备或电化学储能设备。

可选的，所述熔盐储能设备包括高温熔盐罐、低温熔盐罐、电加热器、换热器、汽轮机以及发电机；高温熔盐罐的进口通过电加热器与低温熔盐罐的出口连接，高温熔盐罐的出口通过换热器一侧和低温熔盐罐的进口连接；汽轮机的进口通过换热器另一侧和汽轮机的出口连接，汽轮机的动力输出端与发电机连接；电加热器通过输电线路与新能源设备连接，发电机通过输电线路与制氢设备连接。

可选的，所述电化学储能设备包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池和钠硫电池中的至少一个。

本发明第二方面，一种上述包含制氢和储能的柔性负荷系统的控制方法，包括：

获取柔性负荷系统所在电力系统的新能源发电情况；

当新能源发电情况为系统缺电时，关闭制氢设备并启动储能设备，通过储能设备和电网接口向电网输送储能电力；

当新能源发电情况为系统多电时，启动制氢设备，通过制氢设备消纳系统多电的新能源电力，当制氢设备不能完全消纳系统多电的新能源电力时，启动储能设备，将制氢设备不能消纳的系统多电的新能源电力存储至储能设备。