一种海上水制氢综合风电平台及氢能综合管理方法与流程

本发明涉及新能源综合管理领域，尤其涉及一种海上水制氢综合风电平台。

背景技术：

1、风能作为一种清洁的可再生能源，尤其是海上风电技术越来越受到世界各国的重视。电解水制氢是公认的绿氢制备方法，水资源也是地球上最大的“氢矿”，然而高能耗以及消耗淡水资源的问题却客观存在。随着风电等可再生能源装机逐渐深远海化，其导致的电力远距离输送的损耗问题也日益紧张。采用风电耦合海水制氢是实现由化石能源向绿色清洁能源转变的理想途径，同时该方法既可以促进新能源电力消纳，又可以缓解因大量消耗淡水所引起的资源分配问题。

2、海上分布式制氢平台可作为能源的长期储存或精细化学品的生产场所，如氨和甲醇以及其他的碳氢化合物，在解决深远海可再生电力消纳的同时，将绿色能源与化工生产系统紧密结合。

3、随着风力、光伏发电向深远海发展，单个电场的装机容量越来越大，远距离海上电缆的电容问题严重限制输电容量和距离。因此，深远海可再生电力就地制氢、补充氢燃料等或是未来深远海可再生能源的主要应用方式，同时，氢气的运输技术也需要进一步改进。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的技术方案。因此，本发明的一个方面，提供了一种海上水制氢综合风电平台，包括：风电设备、制氢设备、协调管理单元、网络通信单元、储氢设备和接驳区域，其中：

2、所述风电设备用于风力发电，将风力发电所得电能通过电缆传输到陆地区域，并提供海上水制氢综合风电平台各个设备所需全部/部分电力。

3、所述制氢设备接收风电设备所得电能，并电解海水或者处理后的海水以制取氢气，并将制取得到的氢气发送到储氢设备或者接驳区域。

4、所述储氢设备用于存储氢气，并且等待运输船向外部运输。

5、所述接驳区域用于停泊和连接运输船或氢能船，其中：

6、所述运输船用于将储氢设备存储的氢气对外运输。

7、所述氢能船为可接收储氢设备存储的氢气作为补充燃料的船只。

8、所述网络通信单元用于与远程监控设备、氢能船和运输船进行远程网络通讯和信息交互，从而实时获取陆地供电需求、实时联系周围或者相关船舶进行氢气对外运输或者补充燃料动作。

9、所述协调管理单元用于对海上水制氢综合风电平台上的各个设备进行综合管理、协调和控制。

10、进一步的，所述协调管理单元接收所述远程监控设备发送的陆地供电需求信息，并判断当前风力发电量是否满足需要：

11、如果当前风力发电量满足并且超出陆地供电需求量，则协调管理单元控制风电设备向所述制氢设备提供电力。

12、如果当前风力发电量不满足陆地供电需求量或者满足陆地供电需求量但没有足够余量，则协调管理单元控制风电设备停止向所述制氢设备提供电力。

13、进一步的，所述协调管理单元接收所述储氢设备的储量信息，并在储量达到预设储量阈值后，通过所述网络通信单元联系所述远程监控设备或者所述运输船，调遣符合要求的运输船及时将储氢设备内储存的氢气运离储氢设备。

14、进一步的，所述协调管理单元接收到所述氢能船的燃料补充请求后，根据当前所述储氢设备的储量判断是否可以接受氢能船的燃料补充请求。

15、进一步的，所述根据当前所述储氢设备的储量判断是否可以接受氢能船的燃料补充请求的方法包括：

16、步骤1.协调管理单元获取储氢设备的储量信息后判断所述储氢设备是否具有多余的氢气储量，如具有多余的氢气储量则确认多余的氢气储量的具体储量信息。

17、步骤2.通过网络通信单元获取周围当前请求的氢能船所需的氢能量，以及其他一个或者多个需要补充氢燃料但尚未发出燃料补充请求的氢能船所需的氢能量。

18、步骤3.协调管理单元计算当前多余的氢气储量在保证发出燃料补充请求的氢能船所需氢能外，还可以满足补充氢燃料的其他一个或者多个氢能船。

19、步骤4.向还可以满足补充氢燃料的其他一个或者多个氢能船同时发送接驳通知。

20、本发明还提供一种基于上述海上水制氢综合风电平台的氢能综合管理方法，该方法具体包括：

21、(1)通过所述网络通信单元与所述远程监控设备进行通信，获取当前陆地对应供电场的用电情况，同时，获取所述海上水制氢综合风电平台当前环境下的风力和风向，并且根据上述风力和风向在风电设备正常工作状态下，确定所述风电设备当前实际发电量。

22、(2)判断所述风电设备当前实际发电量，如果实际发电量超过陆地供电场所用电需求，则控制所述风电设备向所述供电场所传输电力的同时向所述制氢设备供电。

23、(3)实时接收周围航行的氢能船燃料补充请求信号，并发送到所述协调管理单元，所述协调管理单元判断在当前所述储氢设备和所述接驳设备准备好等待运输的氢气后，是否还有多余的氢气满足所述氢能船的补充燃料补充请求。

24、进一步的，步骤(2)具体包括：接收所述远程监控设备发送的供电需求信息，判断当前风力发电量是否满足需要：

25、如果满足并且超出需求量，则控制风电设备向平台上的所述制氢设备提供电力。

26、如果不满足或者满足且没有超出需求量，则控制风电设备停止向平台上的所述制氢设备提供电力。

27、进一步的，步骤(2)具体还包括：对于当前存储氢气量实时监控，当氢气量到达预设值后，将信息进行广播同时发送到所述远程监控设备，符合要求的运输船接收广播或远程监控设备的通知后，与所述网络通信单元连接响应，并将该运输船信息发送到所述协调管理单元。

28、进一步的，步骤(3)的判断结果为：

29、如果有多余的氢气满足所述氢能船的补充燃料补充请求，则向请求的氢能船发送接驳通知，并控制所述接驳设备向停泊的氢能船进行氢能补充。

30、如果没有多余的氢气满足所述氢能船的补充燃料补充请求，则向请求的氢能船发送拒绝接驳通知，并控制所述储氢设备继续进行制氢工作。

31、进一步的，判断所述储氢设备具有多余的氢气并确认具体多余的氢气储量后，通过所述网络通信单元获取周围当前请求的氢能船以及其他一个或者多个需要补充氢燃料的氢能船所需的氢能量。

32、计算当前多余的氢气储量在保证发出燃料补充请求的氢能船所需氢能外，还可以满足补充氢燃料的其他一个或者多个氢能船后，向还可以满足补充氢燃料的其他一个或者多个氢能船同时发送接驳通知。

33、本发明的有益效果在于：本发明的海上水制氢综合风电平台及海上水制氢综合风电平台的氢能综合管理方法解决了深远海新能源电力消纳的同时，将这些清洁能源与水制氢和氢燃料补充系统紧密结合，减少了氢能源远程运输的损耗，提高了氢能利用率。

技术特征：

1.一种海上水制氢综合风电平台，其特征在于，包括：风电设备、制氢设备、协调管理单元、网络通信单元、储氢设备和接驳区域，其中：

2.如权利要求1所述的海上水制氢综合风电平台，其特征在于，所述协调管理单元接收所述远程监控设备发送的陆地供电需求信息，并判断当前风力发电量是否满足需要：

3.如权利要求1所述的海上水制氢综合风电平台，其特征在于，所述协调管理单元接收所述储氢设备的储量信息，并在储量达到预设储量阈值后，通过所述网络通信单元联系所述远程监控设备或者所述运输船，调遣符合要求的运输船及时将储氢设备内储存的氢气运离储氢设备。

4.如权利要求1所述的海上水制氢综合风电平台，其特征在于，所述协调管理单元接收到所述氢能船的燃料补充请求后，根据当前所述储氢设备的储量判断是否可以接受氢能船的燃料补充请求。

5.如权利要求4所述的海上水制氢综合风电平台，其特征在于，所述根据当前所述储氢设备的储量判断是否可以接受氢能船的燃料补充请求的方法包括：

6.一种基于如权利要求1所述海上水制氢综合风电平台的氢能综合管理方法，其特征在于，该方法具体包括：

7.如权利要求6所述的基于海上水制氢综合风电平台的氢能综合管理方法，其特征在于，步骤(2)具体包括：接收所述远程监控设备发送的供电需求信息，判断当前风力发电量是否满足需要：

8.如权利要求7所述的基于海上水制氢综合风电平台的氢能综合管理方法，其特征在于，步骤(2)具体还包括：对于当前存储氢气量实时监控，当氢气量到达预设值后，将信息进行广播同时发送到所述远程监控设备，符合要求的运输船接收广播或远程监控设备的通知后，与所述网络通信单元连接响应，并将该运输船信息发送到所述协调管理单元。

9.如权利要求6所述的基于海上水制氢综合风电平台的氢能综合管理方法，其特征在于，步骤(3)的判断结果为：

10.如权利要求9所述的基于海上水制氢综合风电平台的氢能综合管理方法，其特征在于，判断所述储氢设备具有多余的氢气并确认具体多余的氢气储量后，通过所述网络通信单元获取周围当前请求的氢能船以及其他一个或者多个需要补充氢燃料的氢能船所需的氢能量；

技术总结本发明提供了一种海上水制氢综合风电平台，包括：风电设备、制氢设备、协调管理单元、网络通信单元、储氢设备和接驳区域，并提供了一种对上述平台的氢能综合管理方法，该方法具体包括：(1)获取当前陆地对应供电场的用电情况，并确定所述风电设备当前实际发电量。(2)如果实际发电量超过陆地供电场所用电需求，则向所述供电场所传输电力的同时向所述制氢设备供电。(3)实时接收周围航行的氢能船燃料补充请求信号，判断在当前所述储氢设备和所述接驳设备准备好等待运输的氢气后，是否还有多余的氢气满足所述氢能船的补充燃料补充请求。本发明解决了深远海新能源电力消纳的同时减少了氢能源远程运输的损耗，提高了氢能利用率。技术研发人员：张宝平,齐志新,陈明轩,郁章涛,李冬芳,王文雍,贾宏晶受保护的技术使用者：三峡科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11