CN117613971A - 一种氢电耦合的复合储能系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种氢电耦合的复合储能系统及方法，所述系统包括电转气制氢系统、电化学储能系统和能源管理系统，电转气制氢系统通过电网供电，电转气制氢系统的氢气储罐的出口端分别连接至第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组；第一氢氧发电机组与电网连接，第二氢氧发电机组与电化学储能系统连接，电化学储能系统通过储能变流器与电网连接。能源管理系统根据实时获取电网、电化学储能系统和电转气制氢系统的参数，控制电转气制氢系统和电化学储能系统进行储能，以及第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组的启停。充分发挥电化学储能系统快速响应的能力，氢储能容量大、时间长和清洁无污染的优点，提升系统的安全性、可靠性和鲁棒性，扩大使用范围。

Description

一种氢电耦合的复合储能系统及方法

技术领域

本申请涉及氢电储能技术领域，尤其涉及一种氢电耦合的复合储能系统及方法。

背景技术

随着可再生能源装机快速增长以及用户侧负荷的多样性变化，电网面临诸多问题与挑战。我国可再生能源发展领先全球，水、风、光装机量均为世界第一，据国家能源局发布的2022年可再生能源并网运行情况可知，目前国内风电、光伏利用率分别达到97％和98％以上，随着大规模可再生能源的快速发展，其运行消纳问题会进一步显现。

目前采用的电化学储能、机械储能、水储能存在储能时间短，容量规模等级小等不足，目前主要用于电网调频调峰、平滑新能源出力波动性，实现小时级别的短周期响应与调节。然而，在能源脱碳驱动下，可再生能源所占份额将不断攀升，导致长时间尺度的电能不平衡矛盾越来越突出，使得对超长时储能(数日、数周或数月级，含季节性储能)技术有了迫切需求。

发明内容

本申请提供了一种氢电耦合的复合储能系统及方法，以解决传统储能时间短，容量规模等级小，无法对电网进行大容量长周期的平衡调节的技术问题，实现对可再生能源的超场时储存，以及对电网的大容量长周期的平衡调节的技术效果。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种氢电偶偶和的复合储能系统，所述系统包括：电转气制氢系统、电化学储能系统和能源管理系统；

所述电转气制氢系统通过电网供电，所述电转气制氢系统的氧气出口端和氢气出口分别经氧气压缩机和氢气压缩机连接至氧气储罐和氢气储罐，所述氢气储罐的出口端分别连接至第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组；

所述第一氢氧发电机组与所述电网连接，所述第二氢氧发电机组与所述电化学储能系统连接；

所述电化学储能系统通过储能变流器与所述电网连接；

所述能源管理系统，用于：

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第一当前储能和所述电转气制氢系统的第二当前储能，并根据电网调峰需求、以及所述第一当前储能和第二当前储能，分别计算所述电化学储能系统的第一待储能和所述电转气制氢系统的第二待储能；并根据所述第一待储能对所述所述电化学储能系统进行储能以及根据所述第二待储能对所述电转气制氢系统进行储能；

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第三当前储能和所述电转气制氢系统的第四当前储能，并根据所述电网调峰需求、以及所述第三当前储能和所述第四当前储能计算所述电转气制氢系统的第一释能和第二释能，并根据所述第一释能控制所述第一氢氧发电机组的启停以及根据所述第二释能控制所述第二氢氧发电机组的启停。

优选的，所述能源管理系统，还包括：

第一调控模块，用于当所述电化学储能系统的第一当前储能小于额定储能时，计算所述额定储能与所述第一当前储能的第一差值，并将所述第一差值作为所述第一待储能；以及计算所述调峰需求与所述第一待储能之间的第二差值，并将所述第二差值作为所述第二待储能；

以及用于当所述第一当前储能不小于额定储能时，则将所述第一待储能设为零，将所述电网调峰需求作为所述第二待储能。

优选的，所述能源管理系统，还包括：

第二调控模块，用于当所述电化学储能系统的第三当前储能小于额定储能时，计算所述额定储能与所述第三当前储能的第三差值，并计算所述第三差值与所述电网调峰需求的总和；

以及判断所述总和与所述第四当前储能的大小，当所述第四当前储能不小于所述总和时，将所述电网调峰需求作为所述第一释能，将所述第三差值作为所述第二释能；以及当所述第四当前储能小于所述总和时，根据所述电化学储能系统的最低储能计算所述第一释能和所述第二释能。

优选的，所述能源管理系统，还包括：

第三调控模块，用于在所述第三当前储能小于所述最低储能时，计算所述最低储能与所述第三当前储能的第四差值，将所述第四差值作为所述第二释能；以及计算所述第四当前储能与所述第四差值的第五差值，并将所述第五差值作为所述第一释能；在所述第三当前储能不小于所述最低储能时，则将所述第二释能设为零，将所述第四当前储能作为所述第一释能。

优选的，所述能源管理系统，还包括：

第四调控模块，用于在所述氢电耦合的复合储能系统运行于空闲模式时，实时获取所述电化学储能系统的第五当前储能，判断所述第五当前储能是否低于预设储能限值，若是则控制所述第二氢氧发电机组启动；所述空闲模式为所述氢电耦合的复合储能系统既不处于储能模式，也不处于释能模式。

优选的，所述预设储能限值大于所述最低储能。

优选的，所述能源管理系统，还包括：

第五调控模块，用于实时获取电网频率，当所述电网频率偏离额定值时，根据偏离量控制所述储能变流器充电和放电。

优选的，所述氢气储罐的出口端还连接至氢运输端口

优选的，所述氢气储罐的出口端还连接至气网。

第二方面，本申请还提供了一种氢电偶偶和的复合储能方法，所述方法包括：

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第一当前储能和所述电转气制氢系统的第二当前储能，并根据电网调峰需求、以及所述第一当前储能和第二当前储能，分别计算所述电化学储能系统的第一待储能和所述电转气制氢系统的第二待储能；并根据所述第一待储能对所述所述电化学储能系统进行储能以及根据所述第二待储能对所述电转气制氢系统进行储能；

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第三当前储能和所述电转气制氢系统的第四当前储能，并根据所述电网调峰需求、以及所述第三当前储能和所述第四当前储能计算所述电转气制氢系统的第一释能和第二释能，并根据所述第一释能控制所述第一氢氧发电机组的启停以及根据所述第二释能控制所述第二氢氧发电机组的启停。

本申请提供了一种氢电耦合的复合储能系统及方法，本申请的氢电耦合的复合储能系统包括电转气制氢系统、电化学储能系统和能源管理系统，电转气制氢系统通过电网供电，电转气制氢系统的氧气出口端和氢气出口分别经氧气压缩机和氢气压缩机连接至氧气储罐和氢气储罐，氢气储罐的出口端分别连接至第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组；第一氢氧发电机组与电网连接，第二氢氧发电机组与电化学储能系统连接，电化学储能系统通过储能变流器与电网连接。能源管理系统在氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取电化学储能系统的第一当前储能和电转气制氢系统的第二当前储能，并计算电化学储能系统的第一待储能和电转气制氢系统的第二待储能，依此控制电转气制氢系统和电化学储能系统进行储能；在氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取电化学储能系统的第三当前储能和电转气制氢系统的第四当前储能，并计算电转气制氢系统的第一释能和第二释能，依此控制第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组的启停。本申请的氢电耦合的复合储能系统将电转气制氢系统和电化学储能系统进行耦合，电化学储能系统仅仅用于电网调峰，充分发挥电化学储能系统快速响应的能力，且能够减少电化学储能系统的需求，电转气制氢系统用于存储电网多余的电能，充分发挥氢储能的容量大、时间长和清洁无污染的优点，以应用于电网大容量长周期调节场景中，电转气制氢系统可同时为电化学储能系统提供能量，提升系统的安全性、可靠性和鲁棒性。

附图说明

图1是本申请一个优选实施例所提供的一种氢电耦合的复合储能系统示意图；

图2是本申请一个优选实施例所提供的待储能获取方法方法步骤示意图；

图3是本申请一个优选实施例所提供的释能获取方法步骤示意图；

图4是本申请一个优选实施例所提供的另一释能获取方法步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本申请的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本申请的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本申请专利保护范围的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为解决传统储能时间短，容量规模等级小，无法对电网进行大容量长周期的平衡调节的技术问题，本申请实施例提供了一种氢电耦合的复合系统方法，实现对可再生能源的超场时储存，以及对电网的大容量长周期的平衡调节的技术效果。

请参阅图1，为达上述目的，在本申请的实施例中，提供了一种氢电耦合的复合储能系统，所述系统包括：电转气制氢系统1、电化学储能系统2和能源管理系统3；

所述电转气制氢系统1通过电网供电，所述电转气制氢系统1的氧气出口端和氢气出口分别经氧气压缩机4和氢气压缩机5连接至氧气储罐6和氢气储罐7，所述氢气储罐7的出口端分别连接至第一氢氧发电机组8和第二氢氧发电机组9；

所述第一氢氧发电机组8与所述电网连接；所述第二氢氧发电机组9与所述电化学储能系统2连接；

所述电化学储能系统2通过储能变流器10与所述电网100连接；

所述能源管理系统3，用于：

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取所述电化学储能系统2的第一当前储能和所述电转气制氢系统1的第二当前储能，并根据电网调峰需求、以及所述第一当前储能和第二当前储能，分别计算所述电化学储能系统2的第一待储能和所述电转气制氢系统1的第二待储能；并根据所述第一待储能对所述所述电化学储能系统2进行储能以及根据所述第二待储能对所述电转气制氢系统1进行储能；

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取所述电化学储能系统2的第三当前储能和所述电转气制氢系统1的第四当前储能，并根据所述电网调峰需求、以及所述第三当前储能和所述第四当前储能计算所述电转气制氢系统1的第一释能和第二释能，并根据所述第一释能控制所述第一氢氧发电机组8的启停以及根据所述第二释能控制所述第二氢氧发电机组9的启停。。

本申请将电转气制氢系统和所述电化学储能系统耦合，充分发挥电化学储能系统的响应快速和电转气制氢系统的储能容量大、存储时间长的优点。

其中，电转气制氢系统1包括水电解槽、氢气压缩机5、氧气压缩机4、氢气储罐7和氧气储罐6等核心部件，其中水电解槽通过电网供电，在本申请中，还包括分别与氢气储罐7连接的第一氢氧发电机组8和第二氢氧发电机组9。第一氢氧发电机组8与电网100连接，用于将氢能转化为电网的电能，第二氢氧发电机组9与电化学储能系统2连接，用于将氢能转化为电化学储能系统2的电能。

进一步的，电化学储能系统2通过储能变流器10与电网100连接，实现电化学储能系统2和电网100电能的转换。

本申请的能源管理系统3为氢电耦合的复合储能系统的核心，用于实时获取电网100、电转氢制氢系统1和电化学储能系统2的相关参数，以对氢电耦合的复合储能系统的储能和释能过程进行控制。

根据用户负荷需求和电力系统电能供应之间的差值形成具有正负交替特征的电能不平衡量，若为负电能不平衡量，存在多余电能，氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式，反之运行于释能模式。

在氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，能源管理系统3实时电化学储能系统的第一当前储能和述电转气制氢系统的第一当前储能，根据调峰需求，以及第一当前储能和第二当前储能，分别计算分配给电化学储能系统的第一待储能和电转气制氢系统的第二待储能。根据电化学储能系统的第一待储能，控制储能变流器10充电，以使电化学储能系统2将分配的第一待储能存储。根据电转气制氢系统的第二待储能，电转气制氢系统1将分配的第二待储能向电转气制氢系统的水电解槽提供电能，用于制氢并存储。

具体的，能源管理系统，还包括：第一调控模块，当氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，第一调控模块判断电化学储能系统的第一当前储能和额定储能的大小，在电化学储能系统的第一当前储能小于额定储能的情况下，表明电化学储能系统存在储能缺口，计算额定储能与第一当前储能的第一差值，即为电化学储能系统的储能缺口，并将第一差值作为电化学储能系统的第一储能。进一步的，计算调峰需求和第一待储能之间的第二差值，并将第二差值作为电转气制氢系统的第二待储能。

在本申请中，在保证电化学储能系统不存在储能缺口的情况下，将电网多余的电能以氢能的形式存储，既能保证电化学储能系统拥有足够的储能用于调频，又能将大量的储能进行长时间的存储，充分发挥电化学储能系统快速响应的能力，和电转气制氢系统储能容量大、存储时间长的优点。

在电化学储能系统的第一待储能不小于额定储能的情况下，表明电化学储能系统处于满电情况，此时化学储能系统不需要电网进行充电，则将述第一待储能设为零，需要将电网所有多余的电能用于电转气制氢系统的制氢储能。

能源管理系统3对电化学储能系统的储能状态进行实时的监控，在电化学储能系统的当前储能小于额定储能的情况下，氢电耦合的复合储能系统同时运行于释能模式，此时用于给电化学储能系统的电能会相应的发生变化，需要根据电转气制氢系统的当前储能、电网调峰需求和电化学储能系统的储能共同决定。

在氢电耦合的复合储能系统处于释能模式时，能源管理系统3实时获取电化学储能系统的第三当前储能和电转气制氢系统的第四当前储能，根据电网调峰需求、以及第三当前储能和第四当前储能计算电转气制氢系统的第一释能和第二释能，并根据所述第一释能控制第一氢氧发电机组的启停以及根据第二释能控制第二氢氧发电机组的启停。

具体的，能源管理系统，还包括：第二调控模块，在氢电耦合的复合储能系统处于释能模式时，第二调控模块判断电化学储能系统的第三待储能和额定储能的大小，当电化学储能系统的第三待储能小于额定储能时，计算额定储能与第三待储能的第三差值，第三差值为电化学储能系统储能缺口。

进一步的，计算第三差值与电网调峰需求的总和，判断上述总和与电转气制氢系统的第四当前储能的大小，当第四当前储能不小于上述总和时，表明电转气制氢系统的当前储能足够用于电网的调峰需求和电化学储能系统储能缺口的补充，此时，将电网调峰需求作为第一释能，将第三差值作为第二释能。当电转气制氢系统的储能小于上述总和时，需要根据电化学储能系统的最低储能计算第一释能和第二释能。

进一步的，所述能源管理系统，还包括：第三调控模块，第三调控模块用于比较化学储能系统的第三当前储能和最低储能的大小，当第三当前储能小于最低储能时，计算最低储能与第三当前储能的第四差值，并将第四差值作为第二释能，以满足化学储能系统的最低储能需求。进一步的，计算电转气制氢系统的第四当前储能与第四差值的第五差值，并将第五差值作为第一释能。

当电化学储能系统的第三当前储能不小于最低储能时，表明化学储能系统满足最低储能需求，此时将第二释能设为零，电转气制氢系统的第四当前储能可以全部用来补给电网。

根据第一释能和第二释能，分别计算对应的第一氢氧发电机组8和第二氢氧发电机组9的氧气流量和氢气流量，控制第一氢氧发电机组8和第二氢氧发电机组9的启停。

能源管理系统3还包括第四调控模块，第四调控模块在氢电耦合的复合储能系统运行于空闲模式时，即氢电耦合的复合储能系统既不处于储能模式，也不处于释能模式。此时，电转气制氢系统1可实时对电化学储能系统2进行储能的补充，但却会造成第二氢氧发电机组9的频繁开启。因此，设定能够使第二氢氧发电机组9启动的预设储能限值，第四调控模块实时获取电化学储能系统的第五当前储能，当电化学储能系统2的第五当前储能低于预设储能限值时，控制第二氢氧发电机组9启动，既能保证电化学储能系统2的正常运行，又不会造成第二氢氧发电机组9的频繁启动，减轻系统运行压力，提升经济效益。

对于预设储能限值的确定，可根据电网100和电化学储能系统2的综合需求获得，且预设储能限值应大于最低储能。

在氢电耦合的复合储能系统运行于空闲模式下，电化学储能系统的储能小于预设储能限值时，第二氢氧发电机组9开启，及时的从电转气制氢系统1获取电能，以使电化学储能系统2处于满电的情况，保证电化学储能系统2的正常运行。

在本申请实施例中，电化学储能系统2用于电网调频，能源管理系统3还包括第五调控模块，第五调控模块实时获取电网频率，当电网频率偏离额定值时，根据偏离量控制所述储能变流器充电和放电，以稳定电网的频率。

在本申请中，将电化学储能系统2仅用于电网调频，以快速响应电网频率的变化，不用于对电网进行调峰，可大大减少电化学储能系统对电池数量的需求，且能够提升电池的使用寿命。

本申请的氢电耦合的复合储能系统不仅仅能够用于电网能量波动的调节，还因氢介质的存在能够通过氢气的运输(液氢运输或天然气管道掺氢输送)，氢气储罐的出口端还分别连接至氢运输端口和气网，实现能量的空间转移与更宽地域范围内的能量供需平衡，可有效缓解输电网络阻塞，降低对电网的升级需求。

本申请实施例所提出的氢电耦合的复合储能系统，包括电转气制氢系统、电化学储能系统和能源管理系统，电转气制氢系统通过电网供电，电转气制氢系统的氧气出口端和氢气出口分别经氧气压缩机和氢气压缩机连接至氧气储罐和氢气储罐，氢气储罐的出口端分别连接至第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组；第一氢氧发电机组与电网连接，第二氢氧发电机组与电化学储能系统连接，电化学储能系统通过储能变流器与电网连接。能源管理系统在氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取电化学储能系统的第一当前储能和电转气制氢系统的第二当前储能，并计算电化学储能系统的第一待储能和电转气制氢系统的第二待储能，依此控制电转气制氢系统和电化学储能系统进行储能；在氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取电化学储能系统的第三当前储能和电转气制氢系统的第四当前储能，并计算电转气制氢系统的第一释能和第二释能，依此控制第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组的启停。本申请的氢电耦合的复合储能系统将电转气制氢系统和电化学储能系统进行耦合，电化学储能系统仅仅用于电网调峰，充分发挥电化学储能系统快速响应的能力，且能够减少电化学储能系统的需求，电转气制氢系统用于存储电网多余的电能，充分发挥氢储能的容量大、时间长和清洁无污染的优点，以应用于电网大容量长周期调节场景中，电转气制氢系统可同时为电化学储能系统提供能量，提升系统的安全性、可靠性和鲁棒性。

相应地，基于氢电耦合的复合储能系统，本发明实施例还提供一种氢电耦合的复合储能方法，所述方法包括：

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第一当前储能和所述电转气制氢系统的第二当前储能，并根据电网调峰需求、以及所述第一当前储能和第二当前储能，分别计算所述电化学储能系统的第一待储能和所述电转气制氢系统的第二待储能；并根据所述第一待储能对所述所述电化学储能系统进行储能以及根据所述第二待储能对所述电转气制氢系统进行储能。

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第三当前储能和所述电转气制氢系统的第四当前储能，并根据所述电网调峰需求、以及所述第三当前储能和所述第四当前储能计算所述电转气制氢系统的第一释能和第二释能，并根据所述第一释能控制所述第一氢氧发电机组的启停以及根据所述第二释能控制所述第二氢氧发电机组的启停。

进一步的，如图2所述，所述根据电网调峰需求、以及所述第一当前储能和第二当前储能，分别计算所述电化学储能系统的第一待储能和所述电转气制氢系统的第二待储能，包括以下步骤：

S10、判断所述电化学储能系统的第一当前储能和额定储能的大小，当所述电化学储能系统的第一当前储能小于额定储能时，计算所述额定储能与所述第一当前储能的第一差值，并将所述第一差值作为所述第一待储能；以及计算所述调峰需求与所述第一待储能之间的第二差值，并将所述第二差值作为所述第二待储能。

S20、当所述第一当前储能不小于额定储能时，则将所述第一待储能设为零，将所述电网调峰需求作为所述第二待储能。

进一步的，如图3所示，所述根据所述电网调峰需求、以及所述第三当前储能和所述第四当前储能计算所述电转气制氢系统的第一释能和第二释能，包括以下步骤：

S100、判断所述电化学储能系统的第三当前储能和额定储能的大小，当所述第三当前储能小于额定储能时，计算所述额定储能与所述第三当前储能的第三差值，并计算所述第三差值与所述电网调峰需求的总和。

S200、判断所述总和与所述第四当前储能的大小，当所述第四当前储能不小于所述总和时，将所述电网调峰需求作为所述第一释能，将所述第三差值作为所述第二释能；以及当所述第四当前储能小于所述总和时，根据所述电化学储能系统的最低储能计算所述第一释能和所述第二释能。

进一步的，如图4所示，所述根据所述电化学储能系统的最低储能计算所述第一释能和所述第二释能，包括以下步骤：

S201、判断所述电化学储能系统的第三当前储能和最低储能的大小，在所述第三当前储能小于所述最低储能时，计算所述最低储能与所述第三当前储能的第四差值，将所述第四差值作为所述第二释能；计算所述第四当前储能与所述第四差值的第五差值，并将所述第五差值作为第一释能。

S202、在所述第三当前储能不小于所述最低储能时，则将所述第二释能设为零，将所述第四当前储能作为所述第一释能。

关于一种氢电耦合的复合储能方法的具体限定可以参见上述对于氢电耦合的复合储能系统的限定，此处不再赘述。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本实施例中提供的一种氢电耦合的复合储能系统系统及方法，针对传统储能时间短，容量规模等级小，无法对电网进行大容量长周期的平衡调节的技术问题。本申请的氢电耦合的复合储能系统包括电转气制氢系统、电化学储能系统和能源管理系统，电转气制氢系统通过电网供电，电转气制氢系统的氧气出口端和氢气出口分别经氧气压缩机和氢气压缩机连接至氧气储罐和氢气储罐，氢气储罐的出口端分别连接至第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组；第一氢氧发电机组与电网连接，第二氢氧发电机组与电化学储能系统连接，电化学储能系统通过储能变流器与电网连接。所述能源管理系统在氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取电化学储能系统的第一当前储能和电转气制氢系统的第二当前储能，并计算所述电化学储能系统的第一待储能和所述电转气制氢系统的第二待储能，依此控制电转气制氢系统和电化学储能系统进行储能；在氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取电化学储能系统的第三当前储能和电转气制氢系统的第四当前储能，并计算电转气制氢系统的第一释能和第二释能，依此控制第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组的启停。本申请的氢电耦合的复合储能系统将电转气制氢系统和电化学储能系统进行耦合，电化学储能系统仅仅用于电网调峰，充分发挥电化学储能系统快速响应的能力，且能够减少电化学储能系统的需求，电转气制氢系统用于存储电网多余的电能，充分发挥氢储能的容量大、时间长和清洁无污染的优点，以应用于电网大容量长周期调节场景中，电转气制氢系统可同时为电化学储能系统提供能量，提升系统的安全性、可靠性和鲁棒性。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述系统包括：电转气制氢系统、电化学储能系统和能源管理系统；

所述电转气制氢系统通过电网供电，所述电转气制氢系统的氧气出口端和氢气出口分别经氧气压缩机和氢气压缩机连接至氧气储罐和氢气储罐，所述氢气储罐的出口端分别连接至第一氢氧发电机组和第二氢氧发电机组；

所述第一氢氧发电机组与所述电网连接，所述第二氢氧发电机组与所述电化学储能系统连接；

所述电化学储能系统通过储能变流器与所述电网连接；

所述能源管理系统，用于：

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第一当前储能和所述电转气制氢系统的第二当前储能，并根据电网调峰需求、以及所述第一当前储能和第二当前储能，分别计算所述电化学储能系统的第一待储能和所述电转气制氢系统的第二待储能；并根据所述第一待储能对所述所述电化学储能系统进行储能以及根据所述第二待储能对所述电转气制氢系统进行储能；

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第三当前储能和所述电转气制氢系统的第四当前储能，并根据所述电网调峰需求、以及所述第三当前储能和所述第四当前储能计算所述电转气制氢系统的第一释能和第二释能，并根据所述第一释能控制所述第一氢氧发电机组的启停以及根据所述第二释能控制所述第二氢氧发电机组的启停。

2.如权利要求1所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述能源管理系统，还包括：

第一调控模块，用于当所述电化学储能系统的第一当前储能小于额定储能时，计算所述额定储能与所述第一当前储能的第一差值，并将所述第一差值作为所述第一待储能；以及计算所述调峰需求与所述第一待储能之间的第二差值，并将所述第二差值作为所述第二待储能；

以及用于当所述第一当前储能不小于额定储能时，则将所述第一待储能设为零，将所述电网调峰需求作为所述第二待储能。

3.如权利要求1所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述能源管理系统，还包括：

第二调控模块，用于当所述电化学储能系统的第三当前储能小于额定储能时，计算所述额定储能与所述第三当前储能的第三差值，并计算所述第三差值与所述电网调峰需求的总和；

以及判断所述总和与所述第四当前储能的大小，当所述第四当前储能不小于所述总和时，将所述电网调峰需求作为所述第一释能，将所述第三差值作为所述第二释能；以及当所述第四当前储能小于所述总和时，根据所述电化学储能系统的最低储能计算所述第一释能和所述第二释能。

4.如权利要求3所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述能源管理系统，还包括：

第三调控模块，用于在所述第三当前储能小于所述最低储能时，计算所述最低储能与所述第三当前储能的第四差值，将所述第四差值作为所述第二释能；以及计算所述第四当前储能与所述第四差值的第五差值，并将所述第五差值作为所述第一释能；在所述第三当前储能不小于所述最低储能时，则将所述第二释能设为零，将所述第四当前储能作为所述第一释能。

5.如权利要求1所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述能源管理系统，还包括：

第四调控模块，用于在所述氢电耦合的复合储能系统运行于空闲模式时，实时获取所述电化学储能系统的第五当前储能，判断所述第五当前储能是否低于预设储能限值，若是则控制所述第二氢氧发电机组启动；所述空闲模式为所述氢电耦合的复合储能系统既不处于储能模式，也不处于释能模式。

6.如权利要求1所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述预设储能限值大于所述最低储能。

7.如权利要求1所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述能源管理系统，还包括：

第五调控模块，用于实时获取电网频率，当所述电网频率偏离额定值时，根据偏离量控制所述储能变流器充电和放电。

8.如权利要求1所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述氢气储罐的出口端还连接至氢运输端口。

9.如权利要求1所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述氢气储罐的出口端还连接至气网。

10.一种氢电耦合的复合储能方法，所述方法采用权利要求1-7所述的氢电耦合的复合储能系统，其特征在于，所述方法包括：

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于储能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第一当前储能和所述电转气制氢系统的第二当前储能，并根据电网调峰需求、以及所述第一当前储能和第二当前储能，分别计算所述电化学储能系统的第一待储能和所述电转气制氢系统的第二待储能；并根据所述第一待储能对所述所述电化学储能系统进行储能以及根据所述第二待储能对所述电转气制氢系统进行储能；

在所述氢电耦合的复合储能系统运行于释能模式时，实时获取所述电化学储能系统的第三当前储能和所述电转气制氢系统的第四当前储能，并根据所述电网调峰需求、以及所述第三当前储能和所述第四当前储能计算所述电转气制氢系统的第一释能和第二释能，并根据所述第一释能控制所述第一氢氧发电机组的启停以及根据所述第二释能控制所述第二氢氧发电机组的启停。