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光能与氢能耦合供电系统 

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申请/专利权人:广东电网有限责任公司广州供电局

摘要:本发明的实施例提供一种光能与氢能耦合供电系统,涉及氢能和光伏能耦合供电技术领域。光能与氢能耦合供电系统包括太阳能发电系统、锂电池储能系统、燃料电池发电系统、电解水制氢系统、氢气存储系统、双向DCAC变换器、第一DCDC变换器、第二DCDC变换器、第三DCDC变换器和能量管理系统,能量管理系统能够利用氢气存储系统通过氢气储存能量,减少锂电池储能系统中锂电池在光伏系统中的用量,使锂电池的容量控制在合理的安全水平;能量管理系统能够根据各个部件的能量协调控制,保证锂电池充放电安全的情况下,省去锂电池本身的大功率充放电部件使用,降低系统的能量转换部件的数量,降低系统成本的同时提升产品的系统效率。

主权项:1.一种光能与氢能耦合供电系统,其特征在于,所述光能与氢能耦合供电系统包括太阳能发电系统1、锂电池储能系统2、燃料电池发电系统3、电解水制氢系统4、氢气存储系统5、双向DCAC变换器6、第一DCDC变换器7、第二DCDC变换器8、第三DCDC变换器9和能量管理系统10;所述第一DCDC变换器7的电能输出端、所述第二DCDC变换器8的电能输入端、所述第三DCDC变换器9的电能输出端、所述双向DCAC变换器6的输入端、所述锂电池储能系统2的输出端和所述双向DCAC变换器6的电能输入端之间通过直流母线200连接;所述太阳能发电系统1的电能输出与所述第三DCDC变换器9的电能输入端连接,所述燃料电池发电系统3的电能输出端与所述第一DCDC变换器7的电能输入端连接,所述第二DCDC变换器8的电能输出端与所述电解水制氢系统4电能输入端连接,所述双向DCAC变换器6的电能输出端与电网300连接;所述燃料电池发电系统3的氢气输入端、所述电解水制氢系统4的氢气输出端和所述氢气存储系统5之间通过氢气管路连接;所述能量管理系统10与所述太阳能发电系统1的通信端口、所述第一DCDC变换器7的通信端口、所述第二DCDC变换器8的通信端口、所述第三DCDC变换器9的通信端口、所述锂电池储能系统2的通信端口、所述双向DCAC变换器6的通信端口、所述燃料电池发电系统3的通信端口、所述第二DCDC变换器8的通信端口、所述电解水制氢系统4的通信端口以及所述氢气存储系统5的通信端口均通过通信总线连接,所述能量管理系统10用于执行以下步骤:S1:设定所述锂电池储能系统2中的锂电池容量的触发电压值V1伏特、V2伏特以及V3伏特,其中,V1<V2<V3,锂电池包的最大充电电流为I1安培,最大放电电流为I2安培;还用于设定所述氢气存储系统5中氢气储存容量的下限为H1立方米,储存容量的上限为H2立方米,合理存储容量为H3;还用于读取所述直流母线200的电压V_DC伏特,从所述氢气存储系统5读取当前氢气容量H0立方米,从所述锂电池储能系统2读取当前锂电池电压V0伏特、充电电流I3安培、放电电流I4安培以及从所述太阳能发电系统1获得当天预测的发电量为W1度电;S2:判断是否V0>V1;当V0≤V1时,跳入S3;S3:判断是否H0<H1;当H0<H1时,跳入S1;当H0≥H1时,跳入S4;S4:启动所述燃料电池发电系统3、启动所述第一DCDC变换器7、关闭所述第二DCDC变换器8、关闭所述电解水制氢系统4且关闭所述双向DCAC变换器6;S5:发送功率请求P1给所述第一DCDC变换器7,再返回S1;在S2之后,当V0>V1时,跳入S6;S6:判断是否为白天;若是白天,则进入S7;S7:判断是否V0>V2;当V0≤V2时,跳入S8;S8:关闭所述第一DCDC变换器7,关闭所述燃料电池发电系统3,关闭所述第二DCDC变换器8,关闭所述电解水制氢系统4,关闭所述双向DCAC变换器6;控制所述第三DCDC变换器9的输出电流小于I1,跳入S1;在S7之后,当V0>V2时,跳入S9;S9:发送功率P2给所述双向DCAC变换器6,其中,P2=minP3,P4,P3=W1+V0-V2*S1V3-V2h;式中,S1为锂电池的容量,单位度电,h表示白天的并网时间,单位为小时;P4=maxI2*V_DC1000,K1*I2-I4*V_DC1000,K1为白天的放电系数;S10:发送输出功率P5给第三DCDC变换器9,其中,P5=minK2*I1-I3*V_DC1000,I1*V_DC1000,其中,K2为白天充电系数,取值为1~2。

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权利要求:

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