CN114069723B - 一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源技术领域,特别涉及一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法和装置。该方法包括:获取电网中针对新能源发电系统的历史数据的电能质量;在电能质量处于不合格状态时,利用聚类分析的方法确定新能源发电系统所处的目标区域的目标风速和目标光照强度;获取日前目标区域的实时风速和实时光照强度;基于实时光照强度和目标光照强度,对光伏系统、光热系统和以制氢‑储氢‑氢燃气轮机发电系统为基础的旁路系统进行发电管理;基于实时风速和目标风速,对风电系统和以制氢‑储氢‑氢燃气轮机发电系统为基础的旁路系统进行发电管理。本方案能够提高新能源发电系统的电能质量和供电可靠性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及新能源技术领域,特别涉及一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法和装置。
背景技术
随着我国经济与社会的快速发展,能源消费持续增长以及资源紧张、环境污染、气候变化等问题逐渐凸显。因此,加快开发利用可再生能源已成为当前世界各国的普遍共识和一致行动,在此背景下,新能源发电系统的发展将有效解决当前资源环境问题,最大化地发挥可再生能源的优势。
新能源发电系统是实现运行的重要基础,随着储能等技术的发展,通过运行实现可再生能源的有效利用与电能质量的提高。新能源发电系统涵盖风力、光伏、光热等多种可再生能源,每种发电系统可能参与发电、调频、调峰、备用市场等不同的运行模式,在系统中,各新能源发电系统可以以多种组合方式进行工作。
然而,由于太阳能和风能的随机性和不稳定性,可能导致发电电压、电流瞬时波动大,这会影响新能源发电系统的电能质量和供电可靠性。
因此,目前亟待需要一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法和装置来解决上述技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法和装置,能够提高新能源发电系统的电能质量和供电可靠性。
第一方面,本发明实施例提供了一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法,应用于新能源发电系统中,所述新能源发电系统包括光伏系统、光热系统、风电系统和旁路系统,所述旁路系统包括依次连接的电解制氢单元、储氢单元和氢燃气轮机,所述光伏系统、所述光热系统、所述风电系统和所述氢燃气轮机均与电网连接,所述电解制氢单元分别与所述光伏系统、所述光热系统和所述风电系统连接;
所述方法包括:
获取所述电网的历史数据中的电能质量;
在所述电能质量处于不合格状态时,利用聚类分析的方法确定所述新能源发电系统所处的目标区域的目标风速和目标光照强度;
获取日前所述目标区域的实时风速和实时光照强度;
基于所述实时光照强度和所述目标光照强度,对所述光伏系统、所述光热系统和所述旁路系统进行发电管理;
基于所述实时风速和所述目标风速,对所述风电系统和所述旁路系统进行发电管理。
在一种可能的设计中,所述基于所述实时光照强度和所述目标光照强度,对所述光伏系统、所述光热系统和所述旁路系统进行发电管理,包括:
发电管理步骤一、响应于所述实时光照强度大于第一预设阈值且小于所述目标光照强度,执行:将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电解制氢单元中;将所述电解制氢单元制得的氢气输送到所述储氢单元;将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以将所述氢燃气轮机产生的电能输入到所述电网中;
发电管理步骤二、响应于日前的所述实时光照强度首次不小于所述目标光照强度,且所述目标区域在当前时刻之后的下一个针对光照强度的采集时刻采集到的实时光照强度不小于当前时刻的实时光照强度,则将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
在一种可能的设计中,所述基于所述实时光照强度和所述目标光照强度,对所述光伏系统、所述光热系统和所述旁路系统进行发电管理,还包括:
发电管理步骤三、响应于所述发电管理步骤二首次转换为所述发电管理步骤一,且在当前时刻之后的预设时长内的所述实时光照强度持续不小于所述目标光照强度,则在所述预设时长之后将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
在一种可能的设计中,所述基于所述实时风速和所述目标风速,对所述风电系统和所述旁路系统进行发电管理,包括:
响应于所述实时风速大于第二预设阈值且小于所述目标风速,执行:将所述风电系统产生的电能输入到所述电解制氢单元中;将所述电解制氢单元制得的氢气输送到所述储氢单元;将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以将所述氢燃气轮机产生的电能输入到所述电网中;
响应于日前的所述实时风速不小于所述目标风速,则将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
在一种可能的设计中,在所述将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧之后,还包括:
将所述氢燃气轮机燃烧产生的水分别以第一预设比例和第二预设比例回流至所述电解制氢单元和所述氢燃气轮机中;
将回流至所述氢燃气轮机中的水通过处理形成水蒸气;
将所述水蒸气和所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以降低输送至所述氢燃气轮机的氢气浓度,从而降低热力型NOx的产生。
第二方面,本发明实施例还提供了一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理装置,应用于新能源发电系统中,所述新能源发电系统包括光伏系统、光热系统、风电系统和旁路系统,所述旁路系统包括依次连接的电解制氢单元、储氢单元和氢燃气轮机,所述光伏系统、所述光热系统、所述风电系统和所述氢燃气轮机均与电网连接,所述电解制氢单元分别与所述光伏系统、所述光热系统和所述风电系统连接;
所述装置包括:
第一获取模块,用于获取所述电网的历史数据中的电能质量;
确定模块,用于在所述电能质量处于不合格状态时,利用聚类分析的装置确定所述新能源发电系统所处的目标区域的目标风速和目标光照强度;
第二获取模块,用于获取日前所述目标区域的实时风速和实时光照强度;
第一管理模块,用于基于所述实时光照强度和所述目标光照强度,对所述光伏系统、所述光热系统和所述旁路系统进行发电管理;
第二管理模块,用于基于所述实时风速和所述目标风速,对所述风电系统和所述旁路系统进行发电管理。
在一种可能的设计中,所述第一管理模块,用于执行如下操作:
发电管理步骤一、响应于所述实时光照强度大于第一预设阈值且小于所述目标光照强度,执行:将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电解制氢单元中;将所述电解制氢单元制得的氢气输送到所述储氢单元;将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以将所述氢燃气轮机产生的电能输入到所述电网中;
发电管理步骤二、响应于日前的所述实时光照强度首次不小于所述目标光照强度,且所述目标区域在当前时刻之后的下一个针对光照强度的采集时刻采集到的实时光照强度不小于当前时刻的实时光照强度,则将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
在一种可能的设计中,所述第一管理模块,还用于执行如下操作:
发电管理步骤三、响应于所述发电管理步骤二首次转换为所述发电管理步骤一,且在当前时刻之后的预设时长内的所述实时光照强度持续不小于所述目标光照强度,则在所述预设时长之后将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
在一种可能的设计中,所述第二管理模块,用于执行如下操作:
响应于所述实时风速大于第二预设阈值且小于所述目标风速,执行:将所述风电系统产生的电能输入到所述电解制氢单元中;将所述电解制氢单元制得的氢气输送到所述储氢单元;将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以将所述氢燃气轮机产生的电能输入到所述电网中;
响应于日前的所述实时风速不小于所述目标风速,则将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
在一种可能的设计中,在所述将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧之后,还包括:
将所述氢燃气轮机燃烧产生的水分别以第一预设比例和第二预设比例回流至所述电解制氢单元和所述氢燃气轮机中;
将回流至所述氢燃气轮机中的水通过处理形成水蒸气;
将所述水蒸气和所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以降低输送至所述氢燃气轮机的氢气浓度,从而降低热力型NOx的产生。
本发明实施例提供了一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法和装置,通过利用电网中针对新能源发电系统的历史数据的电能质量,确定当电能质量处于不合格状态时对应的目标区域的目标风速和目标光照强度;然后根据实时光照强度和目标光照强度,对光伏系统、光热系统和旁路系统进行发电管理,以及根据实时风速和目标风速,对风电系统和旁路系统进行发电管理。上述技术方案通过考虑实时光照强度和目标光照强度以及实时风速和目标风速对电能质量的影响,可以提高新能源发电系统的电能质量和供电可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法流程图;
图2是本发明一实施例提供的一种新能源发电系统的系统示意图;
图3是本发明另一实施例提供的一种新能源发电系统的系统示意图;
图4是本发明一实施例提供的一种旁路系统的系统示意图;
图5是本发明一实施例提供的一种计算设备的硬件架构图;
图6是本发明一实施例提供的一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参见图1,本发明实施例提供了一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法,应用于新能源发电系统,该方法包括:
步骤100,获取电网中针对新能源发电系统的历史数据的电能质量;
步骤102,在电能质量处于不合格状态时,利用聚类分析的方法确定新能源发电系统所处的目标区域的目标风速和目标光照强度;
步骤104,获取日前目标区域的实时风速和实时光照强度;
步骤106,基于实时光照强度和目标光照强度,对光伏系统、光热系统和旁路系统进行发电管理;
步骤108,基于实时风速和目标风速,对风电系统和旁路系统进行发电管理。
本发明实施例中,通过利用电网中针对新能源发电系统的历史数据的电能质量,确定当电能质量处于不合格状态时对应的目标区域的目标风速和目标光照强度;然后根据实时光照强度和目标光照强度,对光伏系统、光热系统和旁路系统进行发电管理,以及根据实时风速和目标风速,对风电系统和旁路系统进行发电管理。上述技术方案通过考虑实时光照强度和目标光照强度以及实时风速和目标风速对电能质量的影响,可以提高新能源发电系统的电能质量和供电可靠性。
请参见图2和图3示出的新能源发电系统以及图4示出的旁路系统,新能源发电系统包括光伏系统1、光热系统2、风电系统3和旁路系统,旁路系统包括依次连接的电解制氢单元7、储氢单元8和氢燃气轮机9,光伏系统1、光热系统2、风电系统3和氢燃气轮机9均与电网5连接,电解制氢单元7分别与光伏系统1、光热系统2和风电系统3连接。
需要说明的是,光伏系统1、光热系统2和风电系统3的具体组成和原理均为现有技术,在此不进行赘述。例如,光伏系统1可以包括光伏电池板和逆变器,光热系统2可以包括集热装置、汽轮机和逆变器,风电系统3包括风机和逆变器。
如图2和图3所示,光热系统2、风电系统3和氢燃气轮机9均与控制装置4连接,控制装置4和电网5连接,本发明实施例提供的管理方法的执行主体即为控制装置4,控制装置4可以控制光伏系统1、光热系统2和风电系统3产生的电能的流向以及旁路系统的工作状态,具体请参见本发明实施例提供的管理方法。
为保证方案的完整性,在图2和图3中还示出了供水装置11、水收集装置10和用电端6,供水装置11用于向电解制氢单元7供给水,水收集装置10用于收集氢燃气轮机9燃烧产生的产物(即水)。图2和图3的区别在于:图2示出的新能源发电系统中的光伏系统1、光热系统2、风电系统3共用一套旁路系统,而图3示出的新能源发电系统中的光伏系统1、光热系统2、风电系统3分别连接一套旁路系统。
下面对图1所示的各个步骤进行介绍。
针对步骤100,电网中针对新能源发电系统的历史数据可以取自历史时间断面上电力系统各个设备的量测值,例如可以通过SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition,监视控制和数据采集)系统获取。具体地,从各厂站设备采集的量测数据。根据各个设备的量测值进行电能质量分析,例如电网电压、电网谐波等的分析,最后按照预设的算法(在此不进行赘述)得到电能质量的输出结果数值。
针对步骤102,根据获取的电网中针对新能源发电系统的历史数据的电能质量,可以确定电能质量是否处于合格状态,例如高于一个阈值时,可以确定电能质量处于合格状态,反之则处于不合格状态。而后,根据电能质量处于不合格状态下的风速和光照强度的数据,利用聚类分析的方法(在此不进行赘述)可以有效确定出新能源发电系统所处的目标区域的目标风速和目标光照强度。这样,可以大致构建出了电能质量分别与风速和光照强度的映射关系,如此有利于后续对新能源发电系统进行发电管理。
针对步骤104,例如可以通过风速传感器和光照传感器,获得日前目标区域的实时风速和实时光照强度。当然,实时可以理解为预设时间段为一个采集周期,例如5min为一个采集周期。
针对步骤106,步骤106具体包括:
发电管理步骤一、响应于实时光照强度大于第一预设阈值且小于目标光照强度,执行:将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电解制氢单元中;将电解制氢单元制得的氢气输送到储氢单元;将储氢单元储存的氢气输送至氢燃气轮机燃烧,以将氢燃气轮机产生的电能输入到电网中;
发电管理步骤二、响应于日前的实时光照强度首次不小于目标光照强度,且目标区域在当前时刻之后的下一个针对光照强度的采集时刻采集到的实时光照强度不小于当前时刻的实时光照强度,则将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电网中。
在本实施例中,由于光伏系统1和光热系统2均受到光照强度的影响,因此有必要增强光照强度对光伏系统1和光热系统2的影响,即降低光伏系统1和光热系统2对光照强度的响应敏感度,否则光伏系统1和光热系统2的响应频繁,更加容易导致电能质量的降低。
也就是说,光伏系统1和光热系统2的发电管理模式主要分为两类:一类是在实时光照强度不高时,这会直接影响电能质量,因此此时光伏系统1和光热系统2产生的电能应当输入到旁路系统中,以利用氢燃气轮机产生的稳定电能来输入到电网中,从而可以间接地提高电网的电能质量;另一类是在实时光照强度首次不小于目标光照强度,且目标区域在当前时刻之后的下一个针对光照强度的采集时刻采集到的实时光照强度不小于当前时刻的实时光照强度时,即通常太阳在升起的过程中,光照强度会逐渐升高,基于此来判断可以将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电网中。
可以理解的是,当处于发电管理步骤二中时,如果当天突然阴天或其它影响光照强度的情况发生,则发电管理步骤二可能转换到发电管理步骤一,也可能使得光伏系统1和光热系统2不发电(即实时光照强度小于第一预设阈值时,光伏系统1和光热系统2不发电)。
当然,考虑到实际情况,可能阴天持续的时间不久,而阴转晴的时刻如果在太阳落山之前,那么还可以考虑如下发电管理步骤:
发电管理步骤三、响应于发电管理步骤二首次转换为发电管理步骤一,且在当前时刻之后的预设时长内的实时光照强度持续不小于目标光照强度,则在预设时长之后将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电网中;
发电管理步骤四、响应于发电管理步骤二首次转换为发电管理步骤一,且在当前时刻之后的预设时长内的实时光照强度持续大于第一预设阈值且小于目标光照强度,则在预设时长之后将光伏系统和光热系统产生的电能输入到旁路系统中。
在本实施例中,如果阴天持续的时间不久,而阴转晴的时刻是在太阳落山之前,那么通过上述发电管理步骤三和四,可以进一步利用太阳能来发电。
也就是说,针对光照强度对光伏系统1和光热系统2的影响,上述发电管理步骤一至四,可以既能保证一定的电能质量,又能有效利用太阳能。
针对步骤108,步骤108具体包括:
响应于实时风速大于第二预设阈值且小于目标风速,执行:将风电系统产生的电能输入到电解制氢单元中;将电解制氢单元制得的氢气输送到储氢单元;将储氢单元储存的氢气输送至氢燃气轮机燃烧,以将氢燃气轮机产生的电能输入到电网中;
响应于日前的实时风速不小于目标风速,则将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电网中。
在本实施例中,由于风力发电没有上述太阳能发电所对电能质量带来的较大的影响,因此对风力发电的管理只需要比较实时风速和目标风速(当然也比较第二预设阈值)的关系,即可有效实现风力的发电管理,从而提高电网的电能质量。
在本发明一个实施例中,在将储氢单元储存的氢气输送至氢燃气轮机燃烧之后,还包括:
将氢燃气轮机燃烧产生的水分别以第一预设比例和第二预设比例回流至电解制氢单元和氢燃气轮机中;
将回流至氢燃气轮机中的水通过处理(例如通过下述的加热装置)形成水蒸气;
将水蒸气和储氢单元储存的氢气输送至氢燃气轮机燃烧,以降低输送至氢燃气轮机的氢气浓度,从而降低热力型NOx的产生。
结合图4对降低热力型NOx的产生进行说明:
储氢单元经压气机1输送氢气给旁路系统的混合室,供水装置与水收集装置共同连接旁路系统的加热装置,用于将给水加热至高温高压状态,并减少氢燃气轮机(即透平)因加热水而产生的能耗。加热装置与混合室连接,用于将高温高压的水蒸汽输送给混合室,使氢气和水蒸气在燃烧室中混合均匀。由于氢气燃烧热值高,通过与水蒸气混合可以降低氢气燃料的浓度,以降低燃烧温度,从而可以降低热力型NOx的排放,同时也能够降低喷嘴附近壁温来保护喷嘴。空气可以通过压气机2与旁路系统的空气室连接,用于给空气室输送空气并使其均匀。混合室和空气室分别与燃烧室连接,用于为燃烧室提供高压的稀释后的混合气(即氢气和水蒸气)和空气。燃烧室与透平连接,用于输送高温高压燃气推动透平旋转做功。透平与水收集装置连接,用于将透平尾气中的水收集起来,水收集装置的水一部分供给到加热装置,另一部分共给到电解制氢单元当做制氢原料,从而可以提高利用效率,减少能耗,同时这种方法也可以缓解缺水地区的用水压力。
如图5、图6所示,本发明实施例提供了一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理装置。装置实施例可以通过软件实现,也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言,如图5所示,为本发明实施例提供的一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理装置所在计算设备的一种硬件架构图,除了图5所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外,实施例中装置所在的计算设备通常还可以包括其他硬件,如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例,如图6所示,作为一个逻辑意义上的装置,是通过其所在计算设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理装置,应用于新能源发电系统中,新能源发电系统包括光伏系统、光热系统、风电系统和旁路系统,旁路系统包括依次连接的电解制氢单元、储氢单元和氢燃气轮机,光伏系统、光热系统、风电系统和氢燃气轮机均与电网连接,电解制氢单元分别与光伏系统、光热系统和风电系统连接;
该装置包括:
第一获取模块600,用于获取电网的历史数据中的电能质量;
确定模块602,用于在电能质量处于不合格状态时,利用聚类分析的装置确定新能源发电系统所处的目标区域的目标风速和目标光照强度;
第二获取模块604,用于获取日前目标区域的实时风速和实时光照强度;
第一管理模块606,用于基于实时光照强度和目标光照强度,对光伏系统、光热系统和旁路系统进行发电管理;
第二管理模块608,用于基于实时风速和目标风速,对风电系统和旁路系统进行发电管理。
在本发明一个实施例中,第一管理模块606,用于执行如下操作:
发电管理步骤一、响应于实时光照强度大于第一预设阈值且小于目标光照强度,执行:将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电解制氢单元中;将电解制氢单元制得的氢气输送到储氢单元;将储氢单元储存的氢气输送至氢燃气轮机燃烧,以将氢燃气轮机产生的电能输入到电网中;
发电管理步骤二、响应于日前的实时光照强度首次不小于目标光照强度,且目标区域在当前时刻之后的下一个针对光照强度的采集时刻采集到的实时光照强度不小于当前时刻的实时光照强度,则将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电网中。
在本发明一个实施例中,第一管理模块606,还用于执行如下操作:
发电管理步骤三、响应于发电管理步骤二首次转换为发电管理步骤一,且在当前时刻之后的预设时长内的实时光照强度持续不小于目标光照强度,则在预设时长之后将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电网中。
在本发明一个实施例中,第二管理模块608,用于执行如下操作:
响应于实时风速大于第二预设阈值且小于目标风速,执行:将风电系统产生的电能输入到电解制氢单元中;将电解制氢单元制得的氢气输送到储氢单元;将储氢单元储存的氢气输送至氢燃气轮机燃烧,以将氢燃气轮机产生的电能输入到电网中;
响应于日前的实时风速不小于目标风速,则将光伏系统和光热系统产生的电能输入到电网中。
在本发明一个实施例中,在将储氢单元储存的氢气输送至氢燃气轮机燃烧之后,还包括:
将氢燃气轮机燃烧产生的水分别以第一预设比例和第二预设比例回流至电解制氢单元和氢燃气轮机中;
将回流至氢燃气轮机中的水通过处理形成水蒸气;
将水蒸气和储氢单元储存的氢气输送至氢燃气轮机燃烧,以降低输送至氢燃气轮机的氢气浓度,从而降低热力型NOx的产生。
可以理解的是,本发明实施例示意的结构并不构成对一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中,一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理装置可以包括比图示更多或者更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。
上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明方法实施例基于同一构思,具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述,此处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现本发明任一实施例中的一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时,使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法。
具体地,可以提供配有存储介质的系统或者装置,在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码,且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下,从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能,因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地,可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外,应该清楚的是,不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码,而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作,从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外,可以理解的是,将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中,随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作,从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理方法,其特征在于,应用于新能源发电系统中,所述新能源发电系统包括光伏系统、光热系统、风电系统和旁路系统,所述旁路系统包括依次连接的电解制氢单元、储氢单元和氢燃气轮机,所述光伏系统、所述光热系统、所述风电系统和所述氢燃气轮机均与电网连接,所述电解制氢单元分别与所述光伏系统、所述光热系统和所述风电系统连接;
所述方法包括:
获取所述电网中针对所述新能源发电系统的历史数据的电能质量;
在所述电能质量处于不合格状态时,利用聚类分析的方法确定所述新能源发电系统所处的目标区域的目标风速和目标光照强度;
获取日前所述目标区域的实时风速和实时光照强度;
基于所述实时光照强度和所述目标光照强度,对所述光伏系统、所述光热系统和所述旁路系统进行发电管理;
基于所述实时风速和所述目标风速,对所述风电系统和所述旁路系统进行发电管理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述实时光照强度和所述目标光照强度,对所述光伏系统、所述光热系统和所述旁路系统进行发电管理,包括:
发电管理步骤一、响应于所述实时光照强度大于第一预设阈值且小于所述目标光照强度,执行:将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电解制氢单元中;将所述电解制氢单元制得的氢气输送到所述储氢单元;将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以将所述氢燃气轮机产生的电能输入到所述电网中;
发电管理步骤二、响应于日前的所述实时光照强度首次不小于所述目标光照强度,且所述目标区域在当前时刻之后的下一个针对光照强度的采集时刻采集到的实时光照强度不小于当前时刻的实时光照强度,则将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述实时光照强度和所述目标光照强度,对所述光伏系统、所述光热系统和所述旁路系统进行发电管理,还包括:
发电管理步骤三、响应于所述发电管理步骤二首次转换为所述发电管理步骤一,且在当前时刻之后的预设时长内的所述实时光照强度持续不小于所述目标光照强度,则在所述预设时长之后将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述实时风速和所述目标风速,对所述风电系统和所述旁路系统进行发电管理,包括:
响应于所述实时风速大于第二预设阈值且小于所述目标风速,执行:将所述风电系统产生的电能输入到所述电解制氢单元中;将所述电解制氢单元制得的氢气输送到所述储氢单元;将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以将所述氢燃气轮机产生的电能输入到所述电网中;
响应于日前的所述实时风速不小于所述目标风速,则将所述风电系统产生的电能输入到所述电网中。
5.根据权利要求2或4所述的方法,其特征在于,在所述将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧之后,还包括:
将所述氢燃气轮机燃烧产生的水分别以第一预设比例和第二预设比例回流至所述电解制氢单元和所述氢燃气轮机中;
将回流至所述氢燃气轮机中的水通过处理形成水蒸气;
将所述水蒸气和所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以降低输送至所述氢燃气轮机的氢气浓度,从而降低热力型氮氧化物的产生。
6.一种含氢燃气轮机的新能源发电系统的管理装置,其特征在于,应用于新能源发电系统中,所述新能源发电系统包括光伏系统、光热系统、风电系统和旁路系统,所述旁路系统包括依次连接的电解制氢单元、储氢单元和氢燃气轮机,所述光伏系统、所述光热系统、所述风电系统和所述氢燃气轮机均与电网连接,所述电解制氢单元分别与所述光伏系统、所述光热系统和所述风电系统连接;
所述装置包括:
第一获取模块,用于获取所述电网的历史数据中的电能质量;
确定模块,用于在所述电能质量处于不合格状态时,利用聚类分析的装置确定所述新能源发电系统所处的目标区域的目标风速和目标光照强度;
第二获取模块,用于获取日前所述目标区域的实时风速和实时光照强度;
第一管理模块,用于基于所述实时光照强度和所述目标光照强度,对所述光伏系统、所述光热系统和所述旁路系统进行发电管理;
第二管理模块,用于基于所述实时风速和所述目标风速,对所述风电系统和所述旁路系统进行发电管理。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第一管理模块,用于执行如下操作:
发电管理步骤一、响应于所述实时光照强度大于第一预设阈值且小于所述目标光照强度,执行:将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电解制氢单元中;将所述电解制氢单元制得的氢气输送到所述储氢单元;将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以将所述氢燃气轮机产生的电能输入到所述电网中;
发电管理步骤二、响应于日前的所述实时光照强度首次不小于所述目标光照强度,且所述目标区域在当前时刻之后的下一个针对光照强度的采集时刻采集到的实时光照强度不小于当前时刻的实时光照强度,则将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第一管理模块,还用于执行如下操作:
发电管理步骤三、响应于所述发电管理步骤二首次转换为所述发电管理步骤一,且在当前时刻之后的预设时长内的所述实时光照强度持续不小于所述目标光照强度,则在所述预设时长之后将所述光伏系统和所述光热系统产生的电能输入到所述电网中。
9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第二管理模块,用于执行如下操作:
响应于所述实时风速大于第二预设阈值且小于所述目标风速,执行:将所述风电系统产生的电能输入到所述电解制氢单元中;将所述电解制氢单元制得的氢气输送到所述储氢单元;将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以将所述氢燃气轮机产生的电能输入到所述电网中;
响应于日前的所述实时风速不小于所述目标风速,则将所述风电系统产生的电能输入到所述电网中。
10.根据权利要求7或9所述的装置,其特征在于,在所述将所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧之后,还包括:
将所述氢燃气轮机燃烧产生的水分别以第一预设比例和第二预设比例回流至所述电解制氢单元和所述氢燃气轮机中;
将回流至所述氢燃气轮机中的水通过处理形成水蒸气;
将所述水蒸气和所述储氢单元储存的氢气输送至所述氢燃气轮机燃烧,以降低输送至所述氢燃气轮机的氢气浓度,从而降低热力型氮氧化物的产生。
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