CN219576711U - 一种风光制氢混合储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风光制氢混合储能系统，包括风力发电模块，光伏发电模块，所述风力发电模块与光伏发电模块并联设置，所述风力发电模块及光伏发电模块均通过变压单元与功率分切开关单元输入端连接，功率分切开关单元第一输出端通过升压器与外电网电连接，功率分切开关单元第二输出端通过整流器与制氢装置及备份蓄电池模块电连接，制氢装置与燃料电池系统连接，所述备份蓄电池模块及燃料电池系统输出端通过均逆变器与外电网连接。本方案使用蓄电池配合制氢模块，混合存储能量，避免制氢模块慢启动，浪费电能，通过增设蓄电池模块，增加蓄能模块响应速度，同时蓄能模块为整个系统提供备份能源，提高系统运行的稳定性。

Description

一种风光制氢混合储能系统

技术领域

本实用新型涉及氢能源技术领域，特别是涉及一种风光制氢混合储能系统。

背景技术

近年来，全球可再生能源装机容量保持了快速增长，世界能源清洁绿色转型正在加速可再生能源装机占比稳步提升。由于自然界中的可再生能源具有高度的随机性、间歇性和波动性，导致电力系统常规机组的投运计划以及系统的经济学和可靠性发生变化，这使可再生能源消纳难，并网难，大量的弃光、弃风现象的发生。为了克服可再生能源的波动性问题，现有的方案是采用多电解单元模块组合的方式，来实现大规模，集中式制氢，避免浪费风电及光电。但目前这种策略忽略了电解槽的启停时间长，响应速度慢的问题，无法适应大功率波动运行。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种风光制氢混合储能系统。

一种风光制氢混合储能系统，包括风力发电模块，光伏发电模块，所述风力发电模块与光伏发电模块并联设置，所述风力发电模块及光伏发电模块均通过变压单元与功率分切开关单元输入端连接，功率分切开关单元第一输出端通过升压器与外电网电连接，功率分切开关单元第二输出端通过整流器与制氢装置及备份蓄电池模块电连接，制氢装置与燃料电池系统连接，所述备份蓄电池模块及燃料电池系统输出端通过均逆变器与外电网连接。

优选的，所述变压单元包括AC/DC变压器与DC/DC变压器，所述风力发电模块通过AC/DC变压器与整流器串联，所述光伏发电模块通过DC/DC变压器与整流器串联。

优选的，所述制氢装置包括电解槽，存储罐与压缩机，所述电解槽通过管道压缩机连通，压缩机通过管道输送压缩氢气进入存储罐内，存储罐与燃料电池系统是连通的。

优选的，所述风力发电模块是三相风机。

优选的，所述整流器通过直流母线与制氢装置及备份蓄电池模块电连接。

本实用新型的有益之处在于：使用蓄电池配合制氢模块，混合存储能量，避免制氢模块慢启动，浪费电能，通过增设蓄电池模块，增加蓄能模块响应速度，同时蓄能模块为整个系统提供备份能源，提高系统运行的稳定性。

附图说明

图1为其中一实施例一种风光制氢混合储能系统结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种风光制氢混合储能系统，包括风力发电模块1，光伏发电模块2，所述风力发电模块1与光伏发电模块2并联设置，所述风力发电模块1及光伏发电模块2均通过变压单元3与功率分切开关单元4输入端连接，功率分切开关单元4第一输出端通过升压器5与外电网电连接，功率分切开关单元4第二输出端通过整流器6与制氢装置7及备份蓄电池模块8电连接，制氢装置7与燃料电池系统9连接，所述备份蓄电池模块8及燃料电池系统9输出端通过均逆变器81与外电网连接。具体的，在本实施例中，风力发电模块1为三相风机发电，光伏发电模块2为太阳能板发电装置，二者均通过变压单元3，与功率分切开关4输入端连接，功率分切开关4用于分配风力发电模块1及光伏发电模块2发电功率分配，功率分切开关单元4可设置3种模式，分别为储氢发电模式，全力外送电网模式及储氢送电混合模式，功率分切开关单元4内置有感知单元，可感知发电现场风力及光热度，预判风力发电模块1及光伏发电模块2的发电量大小，并根据后台控制器下达的控制信息，控制风力发电模块1及光伏发电模块2发电上网量。可理解的，若外电网电量缺口大于风力发电模块1及光伏发电模块2的发电量，功率分切开关单元4切换为全力外送电网模式，若若外电网电量缺口小于风力发电模块1及光伏发电模块2的发电量，功率分切开关单元4切换为储氢送电混合模式，若外电网电量无缺口，功率分切开关单元4切换为储氢发电模式，将发电量通过制氢装置7转化为氢能存储。制氢装置7为现有技术，是通过在电解槽中通过电解液在阴极和阳极之间流通，并发生电水解的化学反应，阳极产生氧气，阴极产生氢气，然后将氢气存储起来，后续需要时，将氢气输送入燃料电池系统9进行发电，发出的电量为直流电，经过逆变器81后直变交流，送入外电网，完成供电。需要说明的是，因为制氢装置7电解槽内的电解液通常为碱性的，不使用时，碱性电解液温度较低，制氢时电解响应速度较慢，导致制氢装置7不能快速响应波动较大的风力发电模块1及光伏发电模块2，因此本申请配有有一个备份蓄电池模块8，用于在制氢装置7启动时至正常制氢的时间段内，存储风力发电模块1及光伏发电模块2的发电量，防止弃风弃光现象发生，并为整个制氢储能系统提供备份电源，防止掉电后发生安全事故，整个系统的冗余稳定性更强，并且可以配合燃料电池系统9，一同为外电网送电，更好的起到削峰填谷的作用。进一步的，在本方案中，风力发电模块是三相风机，即风力发电机组采用的是三相发电机组。同时，所述整流器通过直流母线与制氢装置及备份蓄电池模块电连接，便于检测经过直流母线上电流电压值，并调整得与当前制氢装置的工作电压相适配。

如图1所示，所述变压单元3包括AC/DC变压器31与DC/DC变压器32，所述风力发电模块1通过AC/DC变压器与整流器6串联，所述光伏发电模块2通过DC/DC变压器32与整流器6串联。

如图1所示，所述制氢装置7包括电解槽71，存储罐72与压缩机73，所述电解槽71通过管道与压缩机73连通，压缩机73通过管道输送压缩氢气进入存储罐72内，存储罐72与燃料电池系统9是连通的。具体的，在电解槽71内注入碱性电解液，然后通电后即发生电水解的化学反应，使用压缩机73将收集的氢气压缩后存储至存储罐72内，可以作为燃料电池系统9的供气端，存储使用更加方便。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种风光制氢混合储能系统，其特征在于：包括风力发电模块，光伏发电模块，所述风力发电模块与光伏发电模块并联设置，所述风力发电模块及光伏发电模块均通过变压单元与功率分切开关单元输入端连接，功率分切开关单元第一输出端通过升压器与外电网电连接，功率分切开关单元第二输出端通过整流器与制氢装置及备份蓄电池模块电连接，制氢装置与燃料电池系统连接，所述备份蓄电池模块及燃料电池系统输出端通过均逆变器与外电网连接。

2.如权利要求1所述的一种风光制氢混合储能系统，其特征在于：所述变压单元包括AC/DC变压器与DC/DC变压器，所述风力发电模块通过AC/DC变压器与整流器串联，所述光伏发电模块通过DC/DC变压器与整流器串联。

3.如权利要求1所述的一种风光制氢混合储能系统，其特征在于：所述制氢装置包括电解槽，存储罐与压缩机，所述电解槽通过管道与压缩机连通，压缩机通过管道输送压缩氢气进入存储罐内，存储罐与燃料电池系统是连通的。

4.如权利要求1所述的一种风光制氢混合储能系统，其特征在于：所述风力发电模块是三相风机。

5.如权利要求1所述的一种风光制氢混合储能系统，其特征在于：所述整流器通过直流母线与制氢装置及备份蓄电池模块电连接。