[发明专利]一种大规模风电储存系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电储能技术领域，尤其涉及一种大规模风电储存系统及方法。

背景技术

我国风电发展迅猛，截至2012年底风电装机达到7532万千瓦，全年发电量1004亿千瓦时，均居全球第一。风电装备产业也取得巨大的进步，技术方面也逐渐赶超世界先进水平，风电发展取得了举世瞩目的成绩。

由于风能不能大量储存，目前，在解决风电储存方面，往往考虑蓄电池技术。但是蓄电池只能存贮少量风能。风能不能大量储存，风的利用效率低，风电消纳困难，导致弃风电量逐年增加，造成巨额的经济损失。这是本领域技术人员致力于解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何实现大规模风电的储存。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种大规模风电储存系统，其特征在于：包括制氢及储氢系统、燃料电池发电系统、风电场能量管理系统，风电场能量管理系统连接风电场、电网、制氢及储氢系统、燃料电池发电系统，风电场连接电网、制氢及储氢系统和燃料电池发电系统，制氢及储氢系统连接燃料电池发电系统。

优选地，所述制氢及储氢系统包括制氢设备，制氢设备连接供水设备、储氢系统和储氧系统；所述风电场连接制氢设备。

更优选地，所述燃料电池发电系统包括互相连接的燃料电池和逆变系统；所述风电场连接逆变系统，燃料电池连接所述储氢系统。

本发明还提供了一种大规模风电储存方法，其特征在于：采用上述的大规模风电储存系统，步骤为：风电场能量管理系统作为整个风电场的控制系统，负责风电场的运行管理及能量控制；风电场风力发电供给电网；在风电丰富时，风电场将多余的电能供给制氢及储氢系统，用于电解水制氢，并把氢气储存起来；在电力缺乏时，将储存的氢气通过燃料电池发电系统转化为电能，由此实现了大规模风电的存储。

优选地，所述制氢及储氢系统中，电解水制氢过程中产生的氧气也存储起来。

优选地，所述燃料电池发电系统中，储存的氢气通过燃料电池产生电能，并由逆变器进行电能变换和稳定控制。

本发明提供的大规模风电储存系统是利用多余的电能去电解水制氢，并把氢气储存起来，同时电解水过程中产生高溶度的氧气，可以存储起来，用于工业应用，降低经济损失。在电力缺乏时，风电场将储存的氢气通过燃料电池产生电能，并由逆变器进行电能变换和稳定控制；因此解决了风能的大规模储存，从而提高弃风及多余电能的利用率。

本发明通过引进风电制氢及燃料电池发电系统，将多余的风电直接制成氢气储存，在电网缺电时，通过控制燃料电池将电能输送给电网，解决风能的大规模储存问题，提高了风的利用效率，有效避免了巨额损失的发生。

附图说明

图1为本实施例提供的大规模风电储存系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

图1为本实施例提供的大规模风电储存系统示意图，所述的大规模风电储存系统包括制氢及储氢系统、燃料电池发电系统、风电场能量管理系统，风电场能量管理系统连接风电场、电网、制氢及储氢系统、燃料电池发电系统，制氢及储氢系统连接风电场和燃料电池发电系统，风电场连接电网。

风电场能量管理系统作为整个风电场的控制系统，负责风电场的运行管理及能量控制。风电场风力发电供给电网；在风电丰富时，风电场将多余的电能供给制氢及储氢系统，用于电解水制氢，并把氢气储存起来，电解水制氢过程中产生的氧气纯度较高，具有较高的商业价值，也可以存储起来；在电力缺乏时，风电场将储存的氢气通过燃料电池产生电能，并由逆变器进行电能变换和稳定控制；通过这样的过程就实现了风电的可控和大量存储。

制氢及储氢系统包括制氢设备，制氢设备连接供水设备、储氢系统和储氧系统。风电场连接制氢设备。

工业中主要用电解水制氢；由浸没在电解液中的一对电极，中间插入隔离氢气、氧气的隔膜构成电解池，通过一定电压的直流电，水就分解成氢气和氧气；氢在通常条件下以气态形式存在，且易燃、易爆、易扩散，使得在实际应用中要优先考虑氢储存中的安全、高效和无泄漏损失等问题；近年来具有安全可靠和效率最高的储氢方式为吸附储氢。

燃料电池发电系统包括互相连接的燃料电池和逆变系统。风电场连接逆变系统，燃料电池连接储氢系统。