本发明涉及新能源,具体地涉及一种风电、光电离网制氢方法及系统。
背景技术:
1、随着环境问题的不断突出,新能源步入人们的视野,风电技术不断发展。由于风电的波动性以及不规律性,导致产生的电能与电网需求的电能不匹配,产生了许多“弃风”。“弃风”问题造成了资源的严重浪费,所以寻求高容量的储能装置成为人们共同研究的课题。传统的化学储能技术具有容量小,寿命短等缺点。风电制氢作为储能的一项重要技术手段,它具有高容量,易运输,无污染的优点。氢能作为绿色的新能源,具有环保安全、能量密度大、转换效率高、储量丰富、适用范围广等特点,可实现开发到利用全过程的零排放、零污染,是最具有发展潜力的高效替代能源。
2、现有制氢的方式一般采用碱性电解槽来实现。其原因一是绿色环保,生产过程中无任何排放;二是生产灵活,可实现大规模分布式利用;三是氢气品质高,纯度可达5n-7n,甚至更高。但是通过风电或者光电的形式来制取氢气,亟待解决的问题是风电的宽功率波动性对制氢装置的影响。因为电解槽产量调节受温度变化的制约,启动响应速率相对较慢;制氢范围相对较窄(30%~100%),尤其在宽功率波动适应性应用场景,即风电、光电的间歇性、不稳定性、季节性等,会对制氢装置的制氢效率和寿命产生很大影响。所以研究基于制氢的平滑功率的控制策略,使制氢装置的输入功率平滑并达到要求,也成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有技术存在的不足,提供一种风电、光电离网制氢方法及系统。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现:
3、一种风电、光电离网制氢方法,包括如下步骤,
4、步骤一,提供产能差异化碱性电解槽组合;根据宽波动性风电、光电的供电模块输出模型,配置n个产能为最大槽产能的50%、25%、 12.5%的不同容量的电解槽组合;
5、步骤二,全矩阵监控产能差异化碱性电解槽组合,自动调节输出电流及方式,将电解槽的制氢能力阶段性满足不同供电功率。
6、优选的,根据宽波动性风电、光电的供电模块输出模型输出功率的变化趋势信息,以及在当前采样时刻的输出功率与电解槽的各个运行功率档位值的大小关系,确定所述产能差异化碱性电解槽组合中的各个电解槽启动顺序。
7、优选的,“配置n个产能为最大槽产能的50%、25%、 12.5%的不同容量的电解槽组合”的具体步骤为
8、获取风电、光电系统的最高输出功率以及电解槽额定功率;
9、计算所述风电、光电系统的最高输出功率与所述电解槽额定功率的比值;
10、对所述比值进行向上取整操作,得到所述制氢系统中需要配置的碱性电解槽各个级别的数量,并分别形成差异化组合;
11、确定各个级别的碱性电解槽组合的排列顺序。
12、优选的,所述风电、光电的供电模块输出模型输出功率的变化趋势信息包括功率增大或功率减小。
13、优选的,还包括获取所述电解槽的各个运行功率档位值的步骤,具体包括:
14、获取风电、光电系统的最低输出功率,以及电解槽额定功率;
15、计算所述电解槽额定功率与所述风电、光电系统的最低输出功率的比值,并对所述比值进行向下取整操作,得到运行功率档位值的个数;
16、基于所述风电、光电系统的最低输出功率、所述电解槽额定功率和所述运行功率档位值的个数,计算得到电解槽的各个运行功率档位值。
17、优选的,所述“计算得到电解槽的各个运行功率档位值”,具体包括:将与所述风电、光电系统的最低输出功率的指定倍数对应的运行功率、以及所述电解槽额定功率分别作为电解槽的运行功率档位值;所述指定倍数与所述运行功率档位值的个数相关。
18、优选的,所述“确定所述产能差异化碱性电解槽组合中的电解槽启动顺序”具体包括,
19、所述风电、光电系统供电容量在0~2%时:不适合制氢,采用电转热方式加热待启动目标工作电解槽加热电解液以缩短启动时间;
20、当供电容量在3~5%时:将小容量电解槽启动工作;
21、供电容量在5~20%时:启动相应产能的差异化组合;并逐步按需退出小产能电解槽,并加以保温保压;
22、供电容量在20~110%时:逐步启动大容量电解槽组合;
23、供电容量超110%~130%时,此部分电能考虑其他储能方式,为下一波供电容量在0时做电解槽启动前的准备。
24、本发明还揭示了一种风电、光电离网制氢系统,包括:
25、产能差异化碱性电解槽组合;根据宽波动性风电、光电的供电模块输出模型,配置n个产能为最大槽产能的50%、25%、 12.5%的电解槽组合;
26、控制单元,用于全矩阵监控产能差异化碱性电解槽组合,自动调节输出电流及方式,将电解槽的制氢能力阶段性满足不同供电功率。
27、本发明还揭示了一种风电、光电离网制氢装置,包括存储器和处理器;
28、其中,所述存储器用于存储程序;
29、处理器调用程序并用于执行如上所述的风电、光电离网制氢方法。
30、本发明还揭示了一种风电、光电离网制氢系统,包括:风电、光电系统发电装置、电解槽、以及如上所述的风电、光电离网制氢装置。
31、本发明的有益效果主要体现在:能量管理的优化与控制策略的提升大大扩充了碱性电解槽在风电、光电离网制氢的应用范围,有效弥补alk电解槽在离网制氢场景中的调峰范围窄的不足,大幅提升电能的综合利用效率。
1.风电、光电离网制氢方法,其特征在于:包括如下步骤,
2.根据权利要求1所述的风电、光电离网制氢方法,其特征在于:根据宽波动性风电、光电的供电模块输出模型输出功率的变化趋势信息,以及在当前采样时刻的输出功率与电解槽的各个运行功率档位值的大小关系,确定所述产能差异化碱性电解槽组合中的各个电解槽启动顺序。
3.根据权利要求2所述的风电、光电离网制氢方法,其特征在于:“配置n个产能为最大槽产能的50%、25%、 12.5%的不同容量的电解槽组合”的具体步骤为
4.根据权利要求2所述的风电、光电离网制氢方法,其特征在于:所述风电、光电的供电模块输出模型输出功率的变化趋势信息包括功率增大或功率减小。
5.根据权利要求4所述的风电、光电离网制氢方法,其特征在于:还包括获取所述电解槽的各个运行功率档位值的步骤,具体包括:
6.根据权利要求5所述的风电、光电离网制氢方法,其特征在于:所述“计算得到电解槽的各个运行功率档位值”,具体包括:将与所述风电、光电系统的最低输出功率的指定倍数对应的运行功率、以及所述电解槽额定功率分别作为电解槽的运行功率档位值;所述指定倍数与所述运行功率档位值的个数相关。
7.根据权利要求6所述的风电、光电离网制氢方法,其特征在于:所述“确定所述产能差异化碱性电解槽组合中的电解槽启动顺序”具体包括,
8.风电、光电离网制氢系统,其特征在于:包括
9.风电、光电离网制氢装置,其特征在于:包括:
10.风电、光电离网制氢系统,其特征在于,包括:风电、光电系统发电装置、电解槽、以及如权利要求9所述的风电、光电离网制氢装置。