本发明属于综合能源调配领域,涉及一种电氢综合能源站及能源调配方法。
背景技术:
1、电氢综合能源站是指同时具备电力和氢能供应能力的综合能源站点,通常包括加氢区和充电区等,能够为氢能源车以及电动汽车提供能源补给服务,推动了新能源汽车的普及和发展。这类站点通过整合多种能源供应方式,提高了能源利用效率和灵活性,促进了能源结构的优化和低碳转型。
2、现有电氢综合能源站的电力调配仅仅依靠电池储能进行充放电实现,调节灵活性差,并且电力储备容量受限。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种电氢综合能源站及能源调配方法,能够将氢能作为储能方式,参与到电力调配中,克服了电池储能的局限性。
2、为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
3、一种电氢综合能源站,包括储能系统、充电系统、电解水制氢系统、储氢罐和氢燃料电池系统;
4、储能系统、充电系统和电解水制氢系统输入端均连接有发电系统,储能系统输出端连接充电系统输入端,电解水制氢系统输出端连接储氢罐输入端,储氢罐输出端连接氢燃料电池系统输入端,氢燃料电池系统输出端连接至充电系统输入端。
5、优选的,储能系统和充电系统均双向连接至电网,氢燃料电池系统输出端连接至电网。
6、一种电氢综合能源站的能源调配方法,包括以下过程:
7、将发电系统实时发电功率与充电系统实时用电功率进行比较;
8、当发电系统发电功率大于充电系统用电功率时,发电系统向储能系统和电解水制氢系统供电,储能系统储电,电解水制氢系统制氢存储到储氢罐中;
9、当发电系统发电功率等于充电系统用电功率时,发电系统仅向充电系统供电;
10、当发电系统发电功率小于充电系统用电功率时,储氢罐向氢燃料电池系统提供氢气,氢燃料电池系统将氢气转换为电能,储能系统和氢燃料电池系统向充电系统供电。
11、优选的,当发电系统发电功率大于充电系统用电功率时,若过剩功率大于储能系统和电解水制氢系统功率之和,则多余电量上传至电网。
12、优选的,当发电系统发电功率大于充电系统用电功率时,若过剩功率小于储能系统和电解水制氢系统功率之和,则发电系统优先向储能系统供电,储能系统达到容量上限时,多余功率用于电解水制氢系统制氢,并存储至储氢罐。
13、优选的,当发电系统发电功率小于充电系统用电功率,且储能系统和储氢罐均小于容量下限时,充电系统从电网下电。
14、优选的,当发电系统发电功率小于充电系统用电功率时,若缺口功率大于储能系统和氢燃料电池系统功率之和,储能系统和氢燃料电池系统向充电系统供电,同时充电系统从电网下电。
15、优选的,当发电系统发电功率小于充电系统用电功率时,若缺口功率小于储能系统和氢燃料电池系统功率之和,则优先储能系统为充电系统供电,储能系统功率不足时,由氢燃料电池为充电系统供电。
16、优选的,当发电系统发电功率为零,同时储能系统和储氢罐均小于容量上限时,若当前电价小于等于设定充电电价,从电网下电输入至储能系统和电解水制氢系统;若当前电价大于设定充电电价,维持现有工况不变;
17、当充电功率为零,同时储能系统和储氢罐大于容量下限时,若当前电价大于等于设定放电电价,控制储能系统、氢燃料电池系统和新能源汽车电池向电网放电;若当前电价小于设定放电电价,维持现有工况不变。
18、优选的,当电氢综合能源站需要充当备用、黑启动或应急电源时,监测储能系统、储氢罐和新能源汽车电池当前容量,当大于容量下限时,控制储能系统、氢燃料电池系统和新能源汽车电池向电网放电。
19、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
20、本发明通过设置电解水制氢系统,将电能转化为氢能,并增加氢燃料电池,将存储的氢气转化为电能,从而在电力充沛时,储能系统储电的同时,电解水制氢系统制氢存储到储氢罐中,将电能转化为氢能,克服了电池储能容量的局限性,本发明通过增加氢燃料电池,将存储的氢气转化为电能,在电力匮乏时,储氢罐向氢燃料电池系统提供氢气,氢燃料电池系统将氢气转换为电能,储能系统和氢燃料电池系统向充电系统供电,将氢能参与到电力调配中,增加了电力调配的灵活性,不仅可以为电动车提供充电服务,还可以通过氢气的生产和销售实现多元化的盈利模式,有助于推动氢能源在多个领域的普及和应用,促进能源结构的多元化。
21、进一步,增加了新能源汽车的放电功能,使其能够参与电网的调度和平衡,在电网负荷高峰时段,新能源汽车可以通过放电减轻电网压力,还能为车主带来额外的经济收益。
1.一种电氢综合能源站,其特征在于,包括储能系统、充电系统、电解水制氢系统、储氢罐和氢燃料电池系统;
2.根据权利要求1所述的电氢综合能源站,其特征在于,储能系统和充电系统均双向连接至电网,氢燃料电池系统输出端连接至电网。
3.一种基于权利要求1-2任意一项所述电氢综合能源站的能源调配方法,其特征在于,包括以下过程:
4.根据权利要求3所述的电氢综合能源站能源调配方法,其特征在于,当发电系统发电功率大于充电系统用电功率时,若过剩功率大于储能系统和电解水制氢系统功率之和,则多余电量上传至电网。
5.根据权利要求3所述的电氢综合能源站能源调配方法,其特征在于,当发电系统发电功率大于充电系统用电功率时,若过剩功率小于储能系统和电解水制氢系统功率之和,则发电系统优先向储能系统供电,储能系统达到容量上限时,多余功率用于电解水制氢系统制氢,并存储至储氢罐。
6.根据权利要求3所述的电氢综合能源站能源调配方法,其特征在于,当发电系统发电功率小于充电系统用电功率,且储能系统和储氢罐均小于容量下限时,充电系统从电网下电。
7.根据权利要求3所述的电氢综合能源站能源调配方法,其特征在于,当发电系统发电功率小于充电系统用电功率时,若缺口功率大于储能系统和氢燃料电池系统功率之和,储能系统和氢燃料电池系统向充电系统供电,同时充电系统从电网下电。
8.根据权利要求3所述的电氢综合能源站能源调配方法,其特征在于,当发电系统发电功率小于充电系统用电功率时,若缺口功率小于储能系统和氢燃料电池系统功率之和,则优先储能系统为充电系统供电,储能系统功率不足时,由氢燃料电池为充电系统供电。
9.根据权利要求3所述的电氢综合能源站能源调配方法,其特征在于,当发电系统发电功率为零,同时储能系统和储氢罐均小于容量上限时,若当前电价小于等于设定充电电价,从电网下电输入至储能系统和电解水制氢系统;若当前电价大于设定充电电价,维持现有工况不变;
10.根据权利要求3所述的电氢综合能源站能源调配方法,其特征在于,当电氢综合能源站需要充当备用、黑启动或应急电源时,监测储能系统、储氢罐和新能源汽车电池当前容量,当大于容量下限时,控制储能系统、氢燃料电池系统和新能源汽车电池向电网放电。
