CN207819466U - 一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统，包括集成应用于建筑物的储能系统、风力发电系统、光伏发电系统储能系统、电动汽车充放电站、燃氢发电机发电系统、电解制氢气系统；储能系统存储风力发电系统、光伏发电系统储能系统产生的可再生能源并根据建筑物的功率需要提供可再生能源功率；电动汽车充放电站、燃氢发电机发电系统、电解制氢气系统根据储能系统的可再生能源发出功率与建筑物需求功率情况投入使用。本实用新型能够实现现代建筑物碳零排放。

Description

一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统
技术领域
本实用新型涉及可再生能源技术领域，更具体地说，涉及一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统。
背景技术
随着全球气温的不断升高，而导致气温升高的元凶就是CO2，CO2排放量引起的气候问题也越来越显著。由于现有建筑可再生新能源利用率不高，消耗常规化石能源产生较大碳排放，产生温室气体，不可持续健康发展。绿色技术和清洁可再生能源技术，特别是风力发电技术和光伏发电技术，得到了快速发展，储能系统是提高清洁可再生能源利用率的重要方式。本实用新型设计一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统，将可再生能源技术应用于现代建筑实现可持续发展，实现低碳建筑甚至零碳建筑。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统，包括集成应用于建筑物的储能系统、风力发电系统、光伏发电系统储能系统、电动汽车充放电站、燃氢发电机发电系统、电解制氢气系统；所述储能系统存储风力发电系统、光伏发电系统储能系统产生的可再生能源并根据建筑物的功率需要提供可再生能源功率；所述电动汽车充放电站与建筑物电力线路进行能量的双向流动，所述储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时电动汽车充放电站将电动汽车进行放电，所述储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时电动汽车充放电站将电动汽车进行充电；所述电解制氢气系统在储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时投入使用；所述电解制氢气系统为燃氢发电机发电系统提供氢气，所述燃氢发电机发电系统在储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时投入使用。
优选地，所述储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时，所述储能系统先进行充电，再调度电动汽车进入电动汽车充放电站充电，最后电解制氢气系统投入使用。
优选地，所述储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时，所述储能系统先对建筑物负荷进行放电，再调度电动汽车进入电动汽车充放电站放电，最后燃氢发电机发电系统投入使用。
实施本实用新型一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统，具有以下有益效果：
1、本实用新型充分利用电动汽车可充电和放电的特性，既实现能量的双向流动，又实现绿色交通的可持续发展理念。
2、本实用新型在可再生能源发电功率严重过剩时进行电解氢气，将电能转化为化学能；在可再生能源发电功率严重不足时利用上述氢气进行发电，实现建筑物用能削峰填谷，使得用能曲线更加平滑。
3、该多能互补协调控制供电系统能够实现现代建筑物碳零排放。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1为实施例多能互补协调控制供电系统的结构示意图；
图2为实施例多能互补协调控制供电系统的控制策略示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型提供一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统，包括集成应用于建筑物的储能系统、风力发电系统、光伏发电系统储能系统、电动汽车充放电站、燃氢发电机发电系统、电解制氢气系统。储能系统存储风力发电系统、光伏发电系统储能系统产生的可再生能源并根据建筑物的功率需要提供可再生能源功率。电动汽车充放电站与建筑物电力线路进行能量的双向流动，储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时电动汽车充放电站将电动汽车进行放电，储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时电动汽车充放电站将电动汽车进行充电。电解制氢气系统在储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时投入使用。电解制氢气系统为燃氢发电机发电系统提供氢气，燃氢发电机发电系统在储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时投入使用。
以某零碳建筑示范基地为实施例，如图1所示，其安装有光伏发电系统和风力发电系统，其中光伏容量250kW，风力发电容量50kW，建筑物地下室配置250kW储能系统，建筑物总电力负荷容量为200kW，建筑物地下车库配置有30kW的电动汽车充电站，燃氢发电机组功率为250kW。电气接线方式如下：建筑物需求功率和发电功率进行预测控制，现有技术条件下，预测时间范围在30分钟以内的预测精度可以认为是准确的，多能互补协调控制供电系统可以30分钟运算一次。
为了更合理地使用可再生能源，储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时，储能系统优先进行充电，储能系统充电结束后还有剩余可再生能源发出功率时先调度电动汽车进入电动汽车充放电站充电，电动汽车充电结束后还有剩余可再生能源发出功率时电解制氢气系统再投入使用。储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时，储能系统先对建筑物负荷进行放电，储能系统放完所有电量后可再生能源发出功率还不足时再调度电动汽车进入电动汽车充放电站放电，电动汽车放完所有电量后可再生能源发出功率仍然不足时燃氢发电机发电系统才投入使用。
图2为本实施例多能互补协调控制供电系统的控制策略示意图，其列出了11中不同状态下对应多能互补协调控制供电系统的控制策略。其中，建筑物负荷需求的满额耗电功率为P1额定，建筑物负荷需求的实时耗电功率P1；可再生能源的满额发电功率为P2额定，设定P2额定≥1.5P1额定，可再生能源的实时发电功率P2；配置储能系统的额定功率为P3额定，设定P3额定≥0.8P1额定，储能系统的实时充电功率P3充，储能系统的实时放电功率P3放；储能系统充放电(SOC)状态参数范围为0.2≤SOC≤0.9；电动汽车充放电站额定功率为P4额定，设定0.1P1额定≤P4额定≤0.4P1额定，电动汽车的实时充电功率P4充，电动汽车的实时放电功率P4放；燃氢发电机组的额定功率为P5额定，设定P5额定≥0.8P1额定。
图2中框内数字含义为：“1”表示可再生能源发电功率等于建筑物消耗功率，可再生能源直接给建筑物供电；“2”表示可再生能源发电功率大于建筑物消耗功率，合理设置储能系统充电可以实现功率平衡；“3”表示可再生能源发电功率大于建筑物消耗功率，储能系统电量已经充满，合理配置电动汽车充电站对电动汽车充电和电解制氢气系统可以实现功率平衡；“4”表示可再生能源发电功率大于建筑物消耗功率，储能系统电量已经充满，合理配置电动汽车充电站对电动汽车充电可以实现功率平衡；“5”表示可再生能源发电功率小于建筑物消耗功率，储能系统电量已经放完，合理配置电动汽车在电动汽车充电站放电供给建筑物，可以实现功率平衡；“6”表示可再生能源发电功率小于建筑物消耗功率，储能系统电量已经放完，合理配置电动汽车在电动汽车充电站放电和燃氢发电机发电系统供给建筑物，可以实现功率平衡；“7”表示可再生能源发电功率小于建筑物消耗功率，储能系统放电供给建筑物，可以实现功率平衡；“8”表示可再生能源发电功率大于建筑物消耗功率，合理配置储能系统充电、电动汽车充电站对电动汽车充电和电解制氢气系统可以实现功率平衡；“9”表示可再生能源发电功率大于建筑物消耗功率，合理配置储能系统充电和电动汽车充电站对电动汽车充电可以实现功率平衡；“10”表示可再生能源发电功率小于建筑物消耗功率，合理配置储能系统放电和电动汽车在电动汽车充电站放电供给建筑物，可以实现功率平衡；“11”表示可再生能源发电功率小于建筑物消耗功率，合理配置储能系统放电、电动汽车在电动汽车充电站放电和燃氢发电机发电系统供给建筑物，可以实现功率平衡。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (3)

1.一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统，其特征在于，包括集成应用于建筑物的储能系统、风力发电系统、光伏发电系统储能系统、电动汽车充放电站、燃氢发电机发电系统、电解制氢气系统；所述储能系统存储风力发电系统、光伏发电系统储能系统产生的可再生能源并根据建筑物的功率需要提供可再生能源功率；所述电动汽车充放电站与建筑物电力线路进行能量的双向流动，所述储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时电动汽车充放电站将电动汽车进行放电，所述储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时电动汽车充放电站将电动汽车进行充电；所述电解制氢气系统在储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时投入使用；所述电解制氢气系统为燃氢发电机发电系统提供氢气，所述燃氢发电机发电系统在储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时投入使用。
2.根据权利要求1所述的一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统，其特征在于，所述储能系统的可再生能源发出功率超过建筑物需求功率的需求时，所述储能系统先进行充电，再调度电动汽车进入电动汽车充放电站充电，最后电解制氢气系统投入使用。
3.根据权利要求1所述的一种适用零碳建筑的多能互补协调控制供电系统，其特征在于，所述储能系统的可再生能源发出功率不满足建筑物需求功率的需求时，所述储能系统先对建筑物负荷进行放电，再调度电动汽车进入电动汽车充放电站放电，最后燃氢发电机发电系统投入使用。
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