[发明专利]基于RSOC技术的风光-氢综合能源系统、方法、设备及介质

权利要求书

1.基于RSOC技术的风光-氢综合能源系统，其特征在于，包括光伏阵列、风电场、蓄电池、RSOC制氢发电系统以及储氢系统；

所述光伏阵列、风电场用于将太阳能、风能可再生能源转化成电能，提供系统负荷用电，满足系统负荷用电需求后，剩余的电能一部分存储于蓄电池中，另一部分通过RSOC制氢发电系统将该部分电能转换为氢能，并将氢能存储于储氢系统中；

所述蓄电池用于消纳电能中的高频部分，并在系统负荷所需电能不足时支撑系统负荷用电；

所述RSOC制氢发电系统包括原料供气模块、换热模块、电加热模块、电堆模块、冷却模块、吸附干燥模块以及压缩模块；

所述原料供气模块，用于为电堆模块的运行提供反应的氢气、水蒸气以及空气；原料供气模块的下游与换热模块相连；

所述换热模块，用于将原料供气模块出口与电堆模块出口的高温气体进行换热，回收热量；换热模块冷侧上游与原料供气模块连接，冷侧下游与电堆模块进口连接；换热模块热侧上游与电堆模块出口连接，热侧下游与冷却模块连接；

所述电加热模块，用于将换热后的原料气加热至反应温度；电加热模块上游与换热模块冷侧出口连接，电加热模块下游与电堆进口连接；

所述电堆模块，采用的是可逆固体氧化物电池技术，用于实现制氢和发电的可逆过程，电堆模块上游与电加热模块出口连接，电堆模块下游与冷却模块进口连接；

所述冷却模块，用于将原料气进行换热后的尾气冷却至安全温度；冷却模块上游与换热器热侧出口连接，冷却模块下游与吸附干燥模块连接；

所述吸附干燥模块，用于除去系统在SOEC制氢模式下氢气产物中的水蒸气，吸附干燥模块上游与冷却模块出口连接，吸附干燥模块下游与压缩模块进口连接；

所述压缩模块，用于将氢气压缩至存储压力，压缩模块上游与吸附干燥模块出口连接，压缩模块下游与氢储氢系统连接；

所述RSOC制氢发电系统的运行模式包括固体氧化物电解池SOEC模式和固体氧化物燃料电池SOFC模式；

所述RSOC制氢发电系统，在电能峰值或系统负荷低谷时，通过运行在SOEC模式下，将电能转化为氢能存储在储氢系统中；在电能低谷值或系统负荷高峰时，通过运行在SOFC模式下，将氢能转化为电能，与蓄电池一起支撑系统负荷的用电需求。

2.根据权利要求1所述基于RSOC技术的风光-氢综合能源系统，其特征在于，所述的RSOC制氢发电系统基于可逆固体氧化物电池技术构建，使用同一个电池堆模组实现制氢与发电的双向功能。

3.根据权利要求1所述基于RSOC技术的风光-氢综合能源系统，其特征在于，所述RSOC制氢发电系统在不参与风光-氢综合能源系统运行时，也须保证RSOC制氢发电系统在最低功率下运行。

4.根据权利要求1所述基于RSOC技术的风光-氢综合能源系统，其特征在于，所述RSOC制氢发电系统在SOEC模式下的额定电解功率和允许工作的最小电解功率定义分别为Pe_rate、Pe_min；对应的在SOFC模式下的额定发电功率和允许的最小电解功率定义分别为Pf_rate、Pf_min；

所述蓄电池允许的最大充电速率定义为Pb_max；蓄电池的荷电状态上下限值定义分别为SOC_min、SOC_max；所述储氢系统中含有储氢罐，储氢系统通过储氢罐储存氢气，储氢罐压力的上下限值分别为P_ht,min、P_ht,max。

5.根据权利要求1所述基于RSOC技术的风光-氢综合能源系统，其特征在于，所述储氢系统还通过输送管道连接制氢厂。