燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统及其控制方法与流程

本申请涉及能源，尤其涉及一种燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统及其控制方法。

背景技术：

1、海上天然气平台是未来重要的能源来源，如何充分利用海上天然气平台提供稳定、可靠的能源来源是探索新型能源系统，为海上天然气平台提供灵活电力供应是我国电力行业的重要课题。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的一个目的在于提出一种燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统，包括：高压储气罐、燃气轮机、燃气轮机发电机、海上平台天然气钻井、电解制氢装置、储氢罐、抽水机、储水罐和水轮发电机，其中：

3、高压储气罐用于存储经过压缩的高压空气。

4、储氢罐用于存储电解制氢装置通过电解海水生成的氢气。

5、海上平台天然气钻井进行天然气采集并将采集的天然气运输至燃气轮机，储氢罐将存储的第一部分氢气运输至燃气轮机，高压储气罐将存储的高压空气运输至燃气轮机。

6、燃气轮机将接收到的天然气、第一部分氢气和高压空气掺混后生成的掺混气体作为燃料进行燃烧。

7、其中，在燃气轮机处于燃烧状态时，其内部的燃气轮机发电机的第一部分发电量用于平台维护，第二部分发电量用于带动抽水机将海水抽入储水罐，其中，第一部分发电量等于平台维护的实时用电量需求。

8、水轮发电机用于在燃气轮机的实时发电量不满足平台维护的实时用电量需求时或燃气轮机停止工作时，将储水罐内的水的机械能转化为电能以用于平台维护。

9、根据本申请的一个实施例，燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统还包括氢能动力船，其中：氢能动力船用于与陆地之间进行物资运输；其中，氢能动力船的动力由储氢罐传输至氢能动力船的第二部分氢气提供。

10、根据本申请的一个实施例，氢能动力船所运输的海上物资包括从储氢罐传输至氢能动力船的第三部分氢气。

11、根据本申请的一个实施例，储水罐对应的第一高度大于水轮发电机对应的第二高度。

12、根据本申请的一个实施例，燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统还包括风力叶片和空气压缩机，其中：空气压缩机用于将风力叶片带动的空气进行压缩并生成高压空气存储在高压储气罐中。

13、根据本申请的一个实施例，燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统还包括太阳能电池板，太阳能电池板用于为电解制氢装置提供电能。

14、本申请的第二个目的在于提出一种燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统的控制方法，包括：获取燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统的实时用电量需求；获取位于燃气轮机内的燃气轮机发电机的发电参数；根据发电参数判断燃气轮机发电机的实时发电量是否满足实时用电量需求；若燃气轮机发电机的实时发电量不能满足实时用电量需求，控制水轮发电机将储水罐内的水的机械能转化为电能以维护燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统；其中，燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统的控制方法应用于如第一方面实施例的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统。

15、根据本申请的一个实施例，根据发电参数判断燃气轮机发电机的实时发电量是否满足实时用电量需求，包括：若根据发电参数确定燃气轮机发电机处于非工作状态，则确定燃气轮机发电机的实时发电量不能满足实时用电量需求。

16、根据本申请的一个实施例，根据发电参数判断燃气轮机发电机的实时发电量是否满足实时用电量需求，包括：若根据发电参数确定燃气轮机发电机处于非工作状态，则确定燃气轮机发电机的实时发电量不能满足实时用电量需求。

17、根据本申请的一个实施例，根据发电参数判断燃气轮机发电机的实时发电量是否满足实时用电量需求，包括：若根据发电参数确定燃气轮机发电机处于工作状态且实时发电量小于实时用电量需求，则确定燃气轮机发电机的实时发电量不能满足实时用电量需求。

18、根据本申请的一个实施例，燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统的控制方法，还包括：若燃气轮机发电机的实时发电量能满足实时用电量需求，控制燃气轮机发电机的第一部分发电量用于以维护燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统，第二部分发电量用于带动抽水机将海水抽入储水罐，其中，第一部分发电量等于实时用电量需求。

19、本申请至少实现以下有益效果：

20、本申请提出的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统将风能、太阳能和天然气转换为氢能，降低碳排放，实现多种能源的协同利用，充分利用海洋资源，提高能源利用效率，能够提供更为灵活、更为可靠的电力供应，同时该系统对海洋环境友好性高，有利于可持续发展。

21、本申请将较为危险的制氢环节设置在海上，降低了事故发生时对周围的影响，具有降低制氢装置带来的社会风险的优点。

22、本申请采用分布式能源站理念，能够独立于传统电网之外进行灵活的启停，便于根据用户需要改变系统布置有利于海上平台的灵活生产需要。

技术特征：

1.一种燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统，其特征在于，包括：高压储气罐、燃气轮机、燃气轮机发电机、海上平台天然气钻井、电解制氢装置、储氢罐、抽水机、储水罐和水轮发电机，其中：

2.根据权利要求1所述的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统，其特征在于，所述系统还包括氢能动力船，其中：

3.根据权利要求2所述的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统，其特征在于，所述氢能动力船所运输的海上物资包括从所述储氢罐传输至所述氢能动力船的第三部分氢气。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统，其特征在于，所述储水罐对应的第一高度大于所述水轮发电机对应的第二高度。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统，其特征在于，所述系统还包括风力叶片和空气压缩机，其中：

6.根据权利要求5所述的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统，其特征在于，所述系统还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板用于为所述电解制氢装置提供电能。

7.一种燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统的控制方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述发电参数判断所述燃气轮机发电机的实时发电量是否满足所述实时用电量需求，包括：

9.根据权利要求7所述的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述发电参数判断所述燃气轮机发电机的实时发电量是否满足所述实时用电量需求，包括：

10.根据权利要求7所述的燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统的控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：

技术总结本申请提出了一种燃气轮机与制氢结合的海洋平台储能系统及其控制方法，涉及能源技术领域。该系统中：高压储气罐用于存储经过压缩的高压空气；储氢罐用于存储电解制氢装置通过电解海水生成的氢气；海上平台天然气钻井将采集的天然气运输至燃气轮机，储氢罐将存储的第一部分氢气运输至燃气轮机，高压储气罐将存储的高压空气运输至燃气轮机；燃气轮机三者掺混后生成的掺混气体作为燃料进行燃烧；燃气轮机发电机的第一部分发电量用于平台维护，第二部分发电量用于带动抽水机将海水抽入储水罐；水轮发电机用于在需要时将储水罐内的水的机械能转化为电能。本申请能够提供更灵活、更可靠的电力供应，同时该系统对海洋环境友好性高，有利于可持续发展。技术研发人员：闫安,肖俊峰,高松,上官博,张蒙,张博瑶,李园园,于飞龙,段静瑶,陈启泰受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13