[发明专利]一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统，包括：用于提供能源供电的发电单元、用于储蓄能源的储能单元和用于海上孤岛消耗能源的负荷单元；其中，所述发电单元包括氢燃料电池，所述储能单元包括电解制氢系统压缩氢气模块，所述负荷单元包括电解制氢系统成套装置和储氢系统用电模块；所述发电单元还包括光伏发电系统、波浪能发电机组、风力发电机组和潮汐发电机组；所述光伏发电系统配置分布在岛上建筑屋顶及岛上开阔的地域,所述波浪能发电装置装设在岛周围海域,所述风力发电机组布置在近海滩涂、岛上高海拔山顶，以及所述潮汐发电机组设置在海边高海拔山谷处；所述负荷单元还包括外网负载。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，尤其涉及一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法。

背景技术

海上孤岛的特点是：一方面与外部电网联系较弱，外部电力不稳或难以经常持续供应，淡水和能源供应不足；另一方面拥有较丰富的海水和清洁能源资源，如潮汐能、太阳能、风能等。由于海上孤岛的特殊性，而现有技术中没有任何一套系统针对海上孤岛这种特殊性调用海上孤岛的资源，导致海上孤岛自身资源缺乏开发，而孤岛却面临能源供应不足的问题。

基于此，目前亟需一种孤岛综合能源系统针对海上孤岛的特征，利用其自身的能源资源，解决其自身的能源供应问题。

发明内容

本发明提供了一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统，通过以氢燃料电池为核心，还包括光伏发电系统、波浪能发电机组、风力发电机组和潮汐发电机组进行发电，以解决海上孤岛自身资源缺乏开发，而孤岛却面临能源供应不足的问题，从而实现孤岛环境下的氢能、风能、潮汐能、波浪能、太阳能综合利用，并且能够兼顾孤岛上的淡水、氢气能源等的供应，利用其自身的能源资源，解决其自身的能源供应问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统，包括：

用于提供能源供电的发电单元、用于储蓄能源的储能单元和用于海上孤岛消耗能源的负荷单元；

其中，所述发电单元包括氢燃料电池，所述储能单元包括电解制氢系统压缩氢气模块，所述负荷单元包括电解制氢系统成套装置和储氢系统用电模块；

所述发电单元还包括光伏发电系统、波浪能发电机组、风力发电机组和潮汐发电机组；所述光伏发电系统配置分布在岛上建筑屋顶及岛上开阔的地域,所述波浪能发电装置装设在岛周围海域,所述风力发电机组布置在近海滩涂、岛上高海拔山顶，以及所述潮汐发电机组设置在海边高海拔山谷处；所述负荷单元还包括外网负载；

所述发电单元为所述负荷单元提供能源供电，所述负荷单元中的电解制氢系统成套装置分解海上孤岛的水资源得到大量氢气，并储存在所述电解制氢系统压缩氢气模块中，储存的氢气通过所述氢燃料电池供给孤岛上交通工具使用，并同时不断地给孤岛上电网供电，通过氢燃料电池产生的淡水经过水处理后供应给孤岛上用水。

作为优选方案，所述发电单元还包括CAES发电机，所述储能单元还包括CAES系统，所述负荷单元还包括CAES系统用电模块，所述CAES系统在所述CAES系统用电模块提供能源供电的情况下，进行大量的空气压缩储能工作，在有需要时，CAES发电机通过释放CAES系统中的空气储能提供能源供电。

作为优选方案，所述负荷单元还包括综合能量管理系统，所述综合能量管理系统根据设定逻辑对综合能源系统的水、电、气信息进行管理，并实时运行策略将由能量管理系统通过匹配性测算给出，在控制室实时监控，实现系统各个设备的智能控制和优化运行。

作为优选方案，所述储能单元还包括锂电池组，所述综合能量管理系统将多余的能量资源分配出给所述锂电池组，并通过所述锂电池组进行能源储存。

作为优选方案，所述外网负载包括各类工业负载、各类农业负载和各类生活负载。

一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法，包括：