[发明专利]一种氢储能与抽水蓄能耦合电站系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种氢储能与抽水蓄能耦合电站系统及其工作方法，包括发电站、电网、调度系统、储氢系统及抽水蓄能系统；发电站与电网连接，电网经调度系统与储氢系统及抽水蓄能系统相连接，该系统及其工作方法能够与电网搭配调频及氢储能。

技术领域

本发明属于综合储能电站领域，涉及一种氢储能与抽水蓄能耦合电站系统及其工作方法。

背景技术

我国将重点发展核电、新能源发电，同步协调发展水电，火电占比将逐渐降低；然而新能源发电具有发电量不稳定、发电用电异步等缺点，而火电在电网中承担着调峰调频、事故备用、负载备用等功能。

随着储能行业的大力发展，通过各种储能方法可以将电量阶段性的储存，解决了新能源发电和上网后用电异步的问题，但是目前各种储能方法自身存在着问题。目前储能方法包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能、电化学储能、氢储能、相变储热等，能实现大规模用于服务电网调峰调频的储能方法主要是抽水蓄能、电化学储能和氢储能，在较长的时间周期内抽水蓄能经济性最优但不能消纳电网过多的净电量、电化学储能应用最便捷但不适用和电网搭配调峰调频、氢储能市场广阔但系统难以持续运行。因此亟需发展可持续的新型储能系统，用于实现电网调峰调频。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种氢储能与抽水蓄能耦合电站系统及其工作方法，该系统及其工作方法能够与电网搭配调频及氢储能。

为达到上述目的，本发明所述的氢储能与抽水蓄能耦合电站系统包括发电站、电网、调度系统、储氢系统及抽水蓄能系统；发电站与电网连接，电网经调度系统与储氢系统及抽水蓄能系统相连接。

储氢系统包括电解槽、储氢装置、氢利用单元、储氧装置及氧利用单元；

电解槽的氢气出口与储氢装置的入口相连通，电解槽的氧气出口与储氧装置的入口相连通，储氢装置的出口与氢利用单元连接，储氧装置的出口与氧利用单元连接，调度系统与电解槽相连接。

抽水蓄能系统包括上水库、上调压井、变压器、发电室、下调压井及下水库；

上水库与上调压井连接，上调压井与发电室的进水口连接，发电室内安装发电机及电动机，发电机及电动机与变压器相连接，发电室的出水口与下调压井的入口连接，下调压井的出口与下水库连接，变压器与调度系统相连接。

上调压井通过高压管道与发电室的进水口连接。

本发明所述氢储能与抽水蓄能耦合电站系统的工作方法，包括电站储能阶段及电站发电阶段。

在电站储能阶段，发电站所发电量全部上网，电网将多余电能通过储氢系统及抽水蓄能系统进行消纳。

设Q_g,in为电网的实时输入电量，Q_g为电网的实时输出电量，Q_p为抽水蓄能实时用电量，Q_p,max为抽水蓄能实时上限用电量，Q_p,min为抽水蓄能阶段下限用电量，Q_p,out为抽水蓄能实时发电量，Q_H为储氢系统的运行实时用电量，Q_H,min为储氢系统的运行最低用电量；

所述电站储能阶段包括第一子工况、第二子工况及第三子工况；