[发明专利]一种风电-光电耦合的工业规模稳定供氢系统

摘要

本发明属于能源与化工技术领域，具体涉及一种风电‑光电耦合的工业规模稳定供氢系统。该系统包括依次连接的风力发电耦合光伏发电单元、蓄电单元和电解水制氢单元，其后还可连接一个储氢单元。其中，风力发电耦合光伏发电单元、蓄电单元和储氢单元的容量满足一定的准则模型，一方面可对供氢系统建设的可行性进行分析，另一方面可对供氢系统的实施与改造起到指导作用，使得电池容量大幅度减少，节约成本。风力和光伏发电耦合互补平抑了不同时间尺度的波动性，供电波动小于30％，供氢量波动小于10％。该系统可实现大规模稳定性供氢，完成可再生能源与传统能源化工的耦合，与传统的制氢技术相比，有明显的碳减排优势，并且具有合理的经济效益。

主权项

1.一种风电-光电耦合的工业规模稳定供氢系统，其特征在于：包括依次连接的风力发电耦合光伏发电单元、蓄电单元和电解水制氢单元；其中，蓄电单元的容量满足如下准则模型，/nσ_b＝(σ_w+σ_p)f_wp–1.30×10^-2τ_b (1)，/n式(1)中，σ_b为供电波动率，表示特定时间尺度内供电功率的波动大小；σ_w与σ_p分别为风力发电波动率与光伏发电波动率，通过式(2)计算，/n /n式(2)中，t₀是任意时间；T是周期时间；P(t)是时间t所对应的发电功率，P_r是在周期时间内电功率的平均值，通过式(2.1)计算，/n /n对于风力发电，P(t)表示为P_w，通过式(2.2)计算，/n /nP_ws为风力发电机单台额定功率，v_ci为切入风速，v_co为切出风速，v_s为额定风速，v为实时风速；/n对于光伏发电，P(t)表示为P_p，通过式(2.3)计算，/n /nP_ps表示光伏组件的额定功率，G_T为太阳辐射强度，G_25℃为25℃时的参照辐射量，α_p为功率温度系数，f为影响系数，Tm为工作温度；/n式(1)中，f_wp为耦合因子，表示风电与光电的耦合对波动的平抑效果，通过式(3)计算，/nf_wp＝σ_wp/(σ_w+σ_p) (3)，/n式(3)中，σ_wp为风电和光电耦合的波动率，通过式(2)计算，此时，式(2)中的P(t)表示为P_wp，通过式(3.1)计算，/nP_wp＝a*P_w+b*P_p (3.1)，/n其中，a+b＝1，a和b分别表示风电和光电在发电单元中所占比例；/n式(1)中，τ_b为蓄电单元时间常数，代表了蓄电单元对供电波动性的调节能力，通过式(4)计算，/nτ_b＝B_s/P_b (4)，/n其中，B_s是蓄电单元容量，P_b是蓄电单元输出的功率。/n