[发明专利]一种天然气掺氢混气站的自供电系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种天然气掺氢混气站的自供电系统及其控制方法，系统包括天然气掺氢混气装置、压差发电设备、PEM氢燃料电池、燃气调压器、电力供应控制装置和供电装置；天然气依次经过来气主管道、第一来气分支管道/第二来气分支管道输送至压差发电设备/燃气调压器，压差发电设备/燃气调压器输出天然气依次经过第一出气分支管道/第二出气分支管道、出气主管道输送至天然气掺氢混气装置；氢气依次经过氢气主管道、第一氢气分支管道/第二氢气分支管道输送至天然气掺氢混气装置/PEM氢燃料电池；压差发电设备、PEM氢燃料电池均连接电力供应控制装置和供电装置；供电装置连接天然气掺氢混气装置。本发明能实现自供电并降低供电成本。

技术领域

本发明涉及天然气掺氢的技术领域，尤其是涉及一种天然气掺氢混气站的自供电系统及其控制方法。

背景技术

近年来，我国天然气和可再生能源飞速发展，其大规模应用对我国能源利用的清洁化、低碳化做出了突出的贡献。然而，伴随着天然气和可再生能源的飞速发展和大规模应用，天然气资源短缺、可再生能源消纳成为了当前能源行业面临的严峻挑战。数据显示，2018年我国天然气对外依存度已经达到45%，“弃风、弃光、弃水”电量共约1023亿千瓦时，超过同期三峡电站的发电量。面对紧迫的能源形势，天然气掺氢技术或可成为解决天然气和可再生能源所面临挑战的一种有效途径。

天然气掺氢技术是利用电网无法消纳的可再生能源电解水制取氢气，将氢气注入到天然气管道中与天然气混合形成掺氢天然气，通过天然气管道将掺氢天然气输送至终端，并在终端实现掺氢天然气应用，从而形成“制氢、混氢、输氢、用氢”的系统化应用。天然气掺氢技术不仅可以提高可再生能源利用率，有利于解决我国“弃风弃光弃水”的问题，而且实现了氢气部分替代天然气，有利于降低我国天然气对外依存度。除此以外，掺氢天然气能够降低终端燃烧产生的污染物，有利于解决城市雾霾、酸雨等问题。为此，天然气掺氢技术的应用是未来天然气行业发展的重要方向之一。

天然气掺氢混气站是天然气掺氢技术中的关键技术之一，其主要的设备是天然气掺氢混气装置，一般可安装在天然气门站、天然气调压箱中。如果将天然气掺氢混气装置接入市电进行供电，结合市电价格以及供电功率，可能会产生数十万、甚至数百万的市电费用，无疑增加了天然气掺氢混气装置的供电成本，制约天然气掺氢混气站的推广应用。因此，如何降低天然气掺氢混气装置的供电成本是当前天然气掺氢混气站亟需解决的问题。

发明内容

本发明目的一是提供一种天然气掺氢混气站的自供电系统，具有实现天然气掺氢混气装置自供电、降低天然气掺氢混气装置供电成本的特点。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种天然气掺氢混气站的自供电系统，包括：天然气掺氢混气装置、压差发电设备、PEM氢燃料电池、燃气调压器、电力供应控制装置和供电装置；

上游天然气依次经过来气主管道、第一来气分支管道被输送至所述压差发电设备，所述压差发电设备输出的天然气依次经过第一出气分支管道、出气主管道被输送至所述天然气掺氢混气装置；

上游天然气依次经过所述来气主管道、第二来气分支管道被输送至所述燃气调压器，所述燃气调压器输出的天然气依次经过第二出气分支管道、所述出气主管道被输送至所述天然气掺氢混气装置；

所述压差发电设备上设有第一控制端和第一电能输出端，其中，所述第一控制端连接所述电力供应控制装置，所述第一电能输出端连接所述供电装置；

氢气依次经过氢气主管道、第一氢气分支管道被输送至所述天然气掺氢混气装置；氢气依次经过所述氢气主管道、第二氢气分支管道被输送至所述PEM氢燃料电池；

所述PEM氢燃料电池上设有第二控制端和第二电能输出端，其中，所述第二控制端连接所述电力供应控制装置，所述第二电能输出端连接所述供电装置；