CN115940234A - 一种户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可再生能源发电领域，公开了一种户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，具体为：1)预测当日可再生能源发电设备的发电量，估算当日用户可能的用电量；将当日可再生能源发电设备的发电量与用户的用电量进行比较，若发电量小于或等于用电量，执行步骤2)；若发电量大于用电量，执行步骤3)；2)判断主电网当前是否处于居民用电低谷时段，若处于用电低谷时段，将可再生能源发电设备生产的电量存储到蓄电池中，由主电网供电满足用户的用电需求；若非处于用电低谷时段，由可再生能源发电设备和蓄电池供电满足用户的用电需求；3)将可再生能源发电设备生产的电量存储到蓄电池中，由蓄电池供电满足用户的用电需求；而且，基于用户电解水制氢气的成本和氢气售价，对可再生能源发电设备生产的多余电量进行分配，用于向主电网出售或用于电解水制氢气。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源发电领域，具体涉及一种户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法。
背景技术
太阳能和风能作为清洁的可再生能源，在“双碳目标”的大背景下，具有充足的发展潜力。随着光伏组件价格的下降及政策鼓励，可再生能源分布式发电快速发展，尤其适合在农村房屋和别墅上普及。目前户用可再生能源分布式发电的用户可以选择“自发自用，余量上网”或“全额上网”两种模式，这两种方式都是电力直接上网。由于可再生能源的波动性和间歇性，主要发电时段通常并非电网的用电高峰时段，直接上网可能会损害电网，影响电网平衡。此外，随着新能源在电力系统中占比的不断提升，国家发改委持续深化电价市场化改革，推进分时电价机制，中央财政减少了户用新能源发电并网补贴，直接上网的经济收益也有所降低。
现有的户用新能源发电系统为了避免波动性和间歇性的影响，常配有蓄电和蓄热等储能设施，但对可再生能源的消纳能力仍然有限。随着电解水制氢的成本不断降低，高纯绿氢的应用前景广阔，可以考虑将户用可再生能源分布式发电与电解水制氢进行耦合。用户可以利用余电制氢，所得得氢气可以为自己的氢燃料电池汽车加氢或直接出售，进而创造额外的经济效益，同时提高了系统对可再生能源的消纳能力。在这样一个综合性的户用发电系统中，如何智慧调配可再生电量用于储存，并网和制氢便极为重要，关系到能否最大化用户的经济效益。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，包括以下步骤：
S1：基于气象信息预测当日可再生能源发电设备的发电量；
S2：通过用户的用电习惯估算当日用户可能的用电量；将当日可再生能源发电设备的发电量与用户的用电量进行比较，若可再生能源发电设备的发电量小于或等于用户的用电量，执行步骤S3；若可再生能源的发电量大于用户的用电量，执行步骤S4；
S3：判断主电网当前是否处于居民用电低谷时段，若主电网当前处于居民用电低谷时段，将可再生能源发电设备生产的电量存储到蓄电池中，由主电网供电满足用户的用电需求；若主电网当前并非处于居民用电低谷时段，由可再生能源发电设备和蓄电池供电满足用户的用电需求；
S4：将可再生能源发电设备生产的电量存储到蓄电池中，由蓄电池供电满足用户的用电需求；而且，基于用户电解水制氢气的成本和氢气售价，对可再生能源发电设备生产的多余电量进行分配；若用户电解水制氢气的成本高于氢气售价，将可再生能源发电设备生产的多余电量储存到蓄电池中，在主电网处于用电高峰时段时，向主电网出售多余电量；若用户电解水制氢气的成本低于氢气售价，将可再生能源发电设备生产的多余电量储存到蓄电池中进行电解水制氢气。电解水制备的氢气由高压储存罐储存，以备用户使用和出售。
根据上述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，优选地，步骤S1中所述气象信息包括当日有效日照时长和/或有效风速时长。根据当日有效日照时长和/或有效风速时长和可再生能源发电设备的装机容量估算当日发电量。
根据上述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，优选地，所述可再生能源发电设备为光伏发电组件和/或风力发电组件。
根据上述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，优选地，用户电解水制氢气的成本包括电解水制氢气设备的耗电成本。
根据上述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，优选地，所述耗电成本由耗电量和可再生能源发电的并网电价计算得到。
根据上述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，优选地，用户电解水制氢气的成本还包括采用压缩设备将氢气压缩储存的耗能成本。
根据上述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，优选地，所述耗能成本由压缩设备的耗电量和可再生能源发电的并网电价计算得到。
根据上述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，优选地，步骤S3中，当某一时间段可再生能源发电设备的发电量在满足用户用电需求的基础上仍有剩余时，剩余电力储存到蓄电池中备用。
与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果如下：
通过本发明方法，根据用户家中实际发电和用电情况，可以对可再生能源分布式发电的储存、并网和利用进行智慧管理，以最大化用户的经济收益，同时提高可再生能源的使用率。在发电不足时，该方法利用发电设备优先满足处于主电网高峰时段时用户的用电需求，在主电网处于低谷时段时则通过主电网为用户供电，可以降低用户的电费支出。在发电充足时，该方法利用电解水制氢为用户创造经济收入，通过比较制氢成本和氢气售价，在剩余电量并网和制氢之间进行合理选择，最大化用户的经济收益。该方法控制剩余电量在主电网的用电高峰时段并网，遏制了无节制的反向送电，缓解了主电网在用电高峰时段的供电压力。和现有的户用可再生能源发电系统相比，加入制氢环节增加了整个系统消耗可再生能源的能力，进而提高了可再生能源的利用率。
附图说明
图1为本发明户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1：
一种户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，具体步骤为：
S1：基于气象信息预测当日可再生能源发电设备的发电量。可再生能源发电设备为单独光伏发电组件或风力发电组件，或同时采用光伏发电组件和风力发电组件，以实现风光互补发电。所述气象信息包括当日有效日照时长和/或有效风速时长。根据当日有效日照时长和/或有效风速时长和可再生能源发电设备的额定功率估算当日发电量。
S2：记录用户平时的用电习惯，通过用户的用电习惯估算当日用户可能的用电量。将当日可再生能源发电设备的发电量与用户的用电量进行比较，若可再生能源发电设备的发电量小于或等于用户的用电量，执行步骤S3；若可再生能源的发电量大于用户的用电量，执行步骤S4；
S3：判断主电网当前是否处于居民用电低谷时段，若主电网当前处于居民用电低谷时段，将可再生能源发电设备生产的电量存储到蓄电池中，由主电网供电满足用户的用电需求。若主电网当前并非处于居民用电低谷时段(例如按某省份居民峰谷分时电价政策，高峰时段为每日8:00～22:00，低谷时段为每日22:00至次日8:00)，由可再生能源发电设备和蓄电池供电满足用户的用电需求；而且，当某一时间段可再生能源发电设备的发电量在满足用户用电需求的基础上仍有剩余时，剩余电力储存到蓄电池中备用。
S4：将可再生能源发电设备生产的电量存储到蓄电池中，所存储的电量与估算的当日用户用电量一致，由蓄电池供电满足用户的用电需求。进一步地，基于用户电解水制氢气的成本和高纯氢气售价(高纯氢气售价为一个标准立方氢气的售价)，对可再生能源发电设备生产的多余电量进行分配。其中，用户电解水制氢气的成本是指通过电解水制氢气获得一个标立方氢气的成本，所述成本包括电解水制氢气设备的耗电成本和采用压缩设备将氢气压缩储存的耗能成本；所述耗电成本由耗电量和可再生能源发电的并网电价计算得到，所述耗能成本由压缩设备的耗电量和可再生能源发电的并网电价计算得到。
若用户电解水制氢气的成本高于氢气售价，将可再生能源发电设备生产的多余电量储存到蓄电池中，在主电网处于用电高峰时段时，向主电网出售多余电量。若用户电解水制氢气的成本低于氢气售价，将可再生能源发电设备生产的多余电量储存到蓄电池中进行电解水制氢气。电解水制备的氢气由高压储存罐储存，以备用户使用和出售。
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 (8)
1.一种户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：基于气象信息预测当日可再生能源发电设备的发电量；
S2：通过用户的用电习惯估算当日用户可能的用电量；将当日可再生能源发电设备的发电量与用户的用电量进行比较，若可再生能源发电设备的发电量小于或等于用户的用电量，执行步骤S3；若可再生能源的发电量大于用户的用电量，执行步骤S4；
S3：判断主电网当前是否处于居民用电低谷时段，若主电网当前处于居民用电低谷时段，将可再生能源发电设备生产的电量存储到蓄电池中，由主电网供电满足用户的用电需求；若主电网当前并非处于居民用电低谷时段，由可再生能源发电设备和蓄电池供电满足用户的用电需求；
S4：将可再生能源发电设备生产的电量存储到蓄电池中，由蓄电池供电满足用户的用电需求；而且，基于用户电解水制氢气的成本和氢气售价，对可再生能源发电设备生产的多余电量进行分配；若用户电解水制氢气的成本高于氢气售价，将可再生能源发电设备生产的多余电量储存到蓄电池中，在主电网处于用电高峰时段时，向主电网出售多余电量；若用户电解水制氢气的成本低于氢气售价，将可再生能源发电设备生产的多余电量储存到蓄电池中进行电解水制氢气。
2.根据权利要求1所述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，其特征在于，步骤S1中所述气象信息包括当日有效日照时长和/或有效风速时长。
3.根据权利要求2所述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，其特征在于，所述可再生能源发电设备为光伏发电组件和/或风力发电组件。
4.根据权利要求1所述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，其特征在于，用户电解水制氢气的成本包括电解水制氢气设备的耗电成本。
5.根据权利要求4所述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，其特征在于，所述耗电成本由耗电量和可再生能源发电的并网电价计算得到。
6.根据权利要求4所述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，其特征在于，用户电解水制氢气的成本还包括采用压缩设备将氢气压缩储存的耗能成本。
7.根据权利要求6所述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，其特征在于，所述耗能成本由压缩设备的耗电量和可再生能源发电的并网电价计算得到。
8.根据权利要求1所述的户用可再生能源分布式发电的智慧调控方法，其特征在于，步骤S3中，当某一时间段可再生能源发电设备的发电量在满足用户用电需求的基础上仍有剩余时，剩余电力储存到蓄电池中备用。
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