[发明专利]基于氢储能的综合自洽能源微网配置方法及能量调控方法

权利要求书

1.基于氢储能的综合自洽能源微网配置方法，其特征在于：内容包括：综合自洽能源微网包括分散式风电站、分布式光伏电站、电解水装置、储氢罐、燃料电池、燃气机、换热机组以及吸收式制冷设备；电解水装置以风光电制取氢气并存储在储氢罐内，储存的氢气经燃气机以及燃料电池转化为电能，燃气机产生的高温高压蒸汽经换热机组产生热能，经吸收式制冷设备产生冷能；上述综合自洽能源微网的容量配置方法如下：

首先根据所设计微网需求侧所需电能、热能和冷能的用能需求，并考虑能量的损失，计算出微网所需总能量；

基于燃气机效率和微网所需总能量计算出燃气机释放总能量；

基于微网需求侧所需电能和电能传输效率计算出燃料电池释放总能量，计算燃料电池释放总能量时，需考虑对燃料电池总容量设计赋予裕量修正系数；

基于燃气机释放总能量以及电解水装置效率，计算出电解水释放总能量；

通过电解水装置释放总能量，结合风、光出力情况来设计光伏阵列及风电机组的额定功率；

根据燃气机释放总能量、燃气机效率以及燃气机工作时长，计算出燃气机额定功率；

根据燃料电池释放总能量、电能传输效率、燃料电池总容量设计裕量修正系数、以及燃料电池工作时长，计算出燃料电池额定功率；

根据光伏电站实时出力最大功率、风电站实时出力最大功率、以及电解水装置总容量设计裕量修正系数，计算出电解水装置额定功率；

计算氢气的摩尔数以及氢气的体积，根据所设计的单个储氢罐的容积来计算微网所需储氢罐的配置数量，计算储氢罐配置数量时，需考虑对储氢罐体积设计赋予裕量修正系数。

2.根据权利要求1所述的基于氢储能的综合自洽能源微网配置方法，其特征在于：燃料电池总容量设计裕量修正系数为小于1的值。

3.根据权利要求1所述的基于氢储能的综合自洽能源微网配置方法，其特征在于：微网所需总能量、燃气机释放总能量、燃料电池释放总能量、电解水装置释放总能量、燃气机额定功率、燃料电池额定功率、电解水装置额定功率、氢气的摩尔数、氢气的体积以及储氢罐配置数量按下式计算确定：

上述公式中，各个参数含义说明如下：

E_e、E_h、E_c、E_loss、E_all、E_ge、E_we、E_fc分别表示：微网负荷所需电能、微网负荷所需热能、微网负荷所需冷能、供能过程中损失能量、微网负荷所需的总能量、燃气机释放总能量、电解水装置释放总能量、燃料电池释放总能量，单位均为kJ；

P_{ge_n}、P_{we_n}、P_{fc_n}、P_srn、P_wdn、P_sr(t)、P_wd(t)分别表示：燃气机额定功率、电解水装置额定功率、燃料电池额定功率、光伏电站出力额定功率、风电站出力额定功率、光伏电站实时出力最大功率、以及风电站实时出力最大功率，单位均为kW；

K_fc为考虑工程实际为燃料电池总容量设计的裕量修正系数，取值为＜1，单位为无量纲；

K_we为考虑工程实际为电解水装置总容量设计的裕量修正系数，取值为＞1，单位为无量纲；

W_ge为燃气机对外做的全部的功，单位为kWh；

为氢气的摩尔数，单位为mol；

为氢气的摩尔质量，单位为kg/mol；

为氢气的密度，单位为g/m³；

和分别为氢气的体积和单个氢气罐的容积，单位均为m³；

N_H2为氢气罐的个数；

t为机组工作时长，单位为h；

T₁、T₂分别为太阳能机组及风电机组工作时长，单位均为h；

K为氢气储罐体积设计裕量修正系数，单位为无量纲；

η_{te_e}、η_{te_h}、η_{hte_h}、η_{te_c}、COP、η_ge、η_we分别为电能传输效率、热能传输效率、换热效率、冷能传输效率、吸收式制冷装置能效比、燃气机效率、电解水装置效率，单位均为无量纲。