本发明涉及可再生能源制氢系统优化，尤其是一种基于光伏制氢辅助火电厂深度调峰系统及方法。
背景技术：
1、氢能是无碳绿色能源，是极具潜力的二次能源，会在未来能源体系中占据重要地位，《氢能产业发展中长期规划》（2021-2035年）指出氢能产业是战略新兴产业和未来产业重点发展方向，明确氢的能源属性，提出氢能产业发展的基本原则以及发展各阶段目标，部署了推动氢能产业高质量发展的重要举措；氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体；氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向
2、在制氢站电解系统中：根据电解水制氢系统工作环境和电解槽所用的隔膜类型不同，电解水制氢技术主要分为碱水电解(alk）、质子交换膜(pem）水电解，固体聚合物阴离子交换膜(aem）水电解、固体氧化物(soec）水电解四种。
3、现借助火电机组的调峰能力，可以有效平抑新能源电力的随机性与波动性，提高新能源基地外送电量的可靠性和安全性，但是火电厂调峰存在的问题有：一、自身调节能力局限的问题；限缺乏削峰能力，无法有效处理新能源发电产生的大量弃电，不能充分解决新能源电力在高峰时期产生的多余电量问题；难以完全适应新能源电力的随机性与波动性；虽然在调峰方面有一定作用，但面对新能源发电不稳定的特性，难以确保新能源基地外送电量的可靠性和安全性；二、单独依靠火电厂调峰可能导致运行成本较高；火电厂在频繁进行调峰操作时，可能会影响设备的使用寿命和运行效率，进而增加维护成本和能源消耗；调峰过程中可能出现能源浪费；由于其调峰方式的局限性，在应对新能源电力的变化时，可能无法实现能源的高效利用，造成一定程度的浪费。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于光伏制氢辅助火电厂深度调峰系统及方法，利用光伏制氢结合电厂深度调峰的灵活性改造方法，利用了光伏这种清洁、可再生的能源，最大程度地充分且高效地将太阳能转化为电能，进而用于制氢过程，实现了可再生能源的充分利用，火电厂通过“制氢”方式在最小技术出力以下增加的深度调峰容量。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种基于光伏制氢辅助火电厂深度调峰系统，包括供电单元、pem电解单元、alk电解单元、氢气缓冲罐和氢气储存单元，所述供电单元包括10kv开关站，所述10kv开关站通过导线分别连接有火电厂、逆变器a和逆变器b，所述逆变器a连接有a组光伏组件，所述逆变器b连接有b组光伏组件；
4、所述pem电解单元包括dc/dc变换器，所述dc/dc变换器依次连接有pem电解槽、pem气液处理器和pem纯化装置；
5、所述alk电解单元包括ac/dc整流器，所述ac/dc整流器依次连接有alk电解槽、alk气液处理器和alk纯化装置；
6、所述氢气储存单元包括依次连接的隔膜压缩机和氢气储罐；
7、所述10kv开关站通过导线与ac/dc整流器连接；所述b组光伏组件通过导线还与dc/dc变换器连接；所述氢气缓冲罐的进气口通过气管分别与pem纯化装置和alk纯化装置连接，出气口通过气管与隔膜压缩机连接。
8、所述pem电解单元还包括pem辅助系统，所述pem辅助系统通过水管分别与pem电解槽和pem气液处理器连接。
9、所述alk电解单元还包括alk辅助系统，所述alk辅助系统通过水管分别与alk电解槽和alk气液处理器连接。
10、一种基于光伏制氢辅助火电厂深度调峰系统的调峰方法，包括以下步骤：
11、s1、a组光伏组件产生直流电，直流电汇流至逆变器a，直流电经过逆变器a转换为交流电，然后通过导电线路送至10kv开关站；
12、s2、在步骤s1的同时，b组光伏组件产生直流电，直流电一部分输送至dc/dc变换器，通过dc/dc变换器将直流电的电压转化为pem电解槽工作电压，用于pem电解槽运行；
13、pem电解槽运行产生的氢气和氧气通过管道输送至pem气液处理器，分离后氢气送至pem纯化装置，经过pem纯化装置纯化后的氢气通过管道送至氢气缓冲罐；
14、s3、在步骤s2的同时，剩余部分的直流电汇流至逆变器b，经过逆变器b转换为交流电，然后通过导电送至10kv开关站，10kv开关站输送交流电至ac/dc整流器，交流电经过ac/dc整流器转化为直流电，直流电为alk电解槽供电；
15、alk电解槽运行产生的氢气和氧气通过管道输送至alk气液处理器，分离后的氢气送至alk纯化装置，经过alk纯化装置纯化后的氢气通过管道送至氢气缓冲罐；
16、s4、在步骤s3中，当光伏的产电量大于制氢所需用电量时，10kv开关站将多余部分的电输送至火电厂；当光伏的产电量小于制氢所需用电量时，将火电厂的用电输送到10kv开关站，10kv开关站将用电输送至ac/dc整流器，为alk电解槽供电；
17、s5、当火电厂需要深度调峰时，通过火电厂将多余的电力输送至制氢站10kv开关站，用于制氢；
18、s6、氢气缓冲罐内的氢气通过隔膜压缩机存储在氢气储罐内，通过拖车外运。
19、本发明的有益效果是：
20、1.通过pem和alk两种方式制氢，可以有效平抑新能源电力的随机性与波动性，提高新能源基地外送电量的可靠性和安全性，同时可以辅助火电机组调峰，通过构建光伏氢火储多能互补系统，利用制氢系统长时且灵活的削峰能力，可以有效解决新能源消纳问题和火电厂深度调峰问题;并且，若仅利用弃电制氢或仅采用光伏制氢，制氢系统运行小时数通常较低，难以保障制氢系统的经济性；为此，利用制氢系统的灵活调节能力，配合火电与储能机组，提高制氢系统有效利用小时数，这样不仅可以提高新能源利用率也可以提高制氢系统经济性，如何对光伏、制氢、火电多能互补系统进行调度优化，以同时满足顶峰电量保供、提高新能源利用率和保障制氢经济性。
21、2.利用光伏制氢结合电厂深度调峰的灵活性改造方法，一方面利用了光伏这种清洁、可再生的能源，最大程度地充分且高效地将太阳能转化为电能，进而用于制氢过程，实现了可再生能源的充分利用；另一方面又通过合理的调配和控制，为火电厂的运行提供了有力的调峰支持，有效地平衡了电力供需，增强了电网的稳定性和灵活性，扩大了火电厂的调峰能力，使其能够更好地适应电力负荷的变化，保障电力系统的安全稳定运行。
22、3.通过pem电解槽采用dc/dc变换器直连b组光伏组件，避免了交直流电转化导致的发电量损失，由于pem电解槽的直流电耗、启动时间、动态响应速度均优于alk电解槽，更能适应光伏发电的不稳定波动，相比dc/dc+ac/dc组合供电减少了交直流转换步骤，从而降低了由于导通电阻和开关损耗而导致的能量损耗，也减少了电缆和其他布线材料的使用，从而减少了传输损耗，直流供氢方式可以减少1%~5%的能量损耗。
1.一种基于光伏制氢辅助火电厂深度调峰系统，包括供电单元、pem电解单元、alk电解单元、氢气缓冲罐和氢气储存单元，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种基于光伏制氢辅助火电厂深度调峰系统，其特征在于：所述pem电解单元还包括pem辅助系统，所述pem辅助系统通过水管分别与pem电解槽和pem气液处理器连接。
3.如权利要求1所述的一种基于光伏制氢辅助火电厂深度调峰系统，其特征在于：所述alk电解单元还包括alk辅助系统，所述alk辅助系统通过水管分别与alk电解槽和alk气液处理器连接。
4.如权利要求1至3任意一项权利要求所述的一种基于光伏制氢辅助火电厂深度调峰系统的调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：
