[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

说明书

本发明公开了一种基于RSOC技术的风光‑氢综合能源系统、方法、设备及介质，系统包括：风电场、光伏阵列、蓄电池、RSOC制氢发电系统、储氢系统，该系统用于风光电的多元消化；此外，在基于RSOC技术的风光‑氢综合能源系统的能量管理方法中，首先采集风电功率、光电功率、蓄电池、RSOC系统、储氢系统及负荷需求的实时状态，采用基于规则的能量管理方法确定RSOC系统的运行模式、RSOC系统的运行功率和蓄电池的分配功率，从而提高综合能源系统调控性能，使整个风电‑氢综合系统安全、高效、可靠的运行，稳定实现系统稳定供电。

技术领域

本发明涉及风光发电消纳相关技术领域，特别涉及到一种基于可逆固体氧化物电池RSOC技术的风光-氢综合能源系统、方法、设备及介质。

背景技术

利用可再生能源电解制氢，将电能转化为氢能进行储存能够有效地平抑可再生能源发电的间歇性和随机性，突破了可再生能源能量密度低、波动性造成的低能效和难于消纳等关键瓶颈。但目前氢储能系统采用的氢-电转化装置制氢与发电是两个独立的系统，主要是基于碱性电解水技术和燃料电池PEM技术，因此系统设备数量多，流程结构复杂，建设和维护成本高。

可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell，RSOC)具有低能、高效等优点，可以实现制氢发电双向功能，将RSOC应用于风光电功率平抑能够减小系统装置规模，降低成本，因此作为可再生能源并网中的储能装置具有广泛的应用前景。现有技术中的风光氢综合能源系统存在风光电能消纳困难造成能源浪费以及转化率不佳的问题，因此，如何提高一种在实现风光电能消纳的同时提高电能转化效率的能源管理系是本领域技术人员亟待解决的技术问题，

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于RSOC技术的风光-氢综合能源系统、方法、设备及介质，本发明使用同一个装置实现风光-氢综合能源系统的氢电可逆转化，在实现风光消纳的同时，保证了整个风光氢综合系统安全、高效、可靠的运行。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种基于RSOC技术的风光-氢综合能源系统，包括包括光伏阵列、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；