基于氢储能的光伏电力系统调控方法和装置与流程

本申请涉及光伏发电，特别是涉及一种基于氢储能的光伏电力系统调控方法和装置。

背景技术：

1、随着碳达峰与碳中和目标的提出，可再生能源并网发电愈发关键。受多种因素影响，可再生能源弃光率仍然偏高，其消纳问题仍然亟待解决。一方面再生能源随机性、波动性较强，其富集时段无法与用电负荷段较好的匹配；另一方面电网建设滞后于可再生能源发展，输电通道不足，可再生能源电力输出受阻问题比较明显。

2、目前可再生能源电力系统建设时，通常配套储能系统，如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等物理储能方式；铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等化学储能方式。但抽水蓄能、压缩空气储能等方式受环境或地质等场地因素限制，多数储能场景无法适用；飞轮储能或锂电池等化学储能方式受能量密度及储能效率的制约，无法适用于长周期储能。

3、目前尚未提出有效的解决方案，以解决可再生能源如太阳能的消纳问题，提高太阳能的利用率。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种基于氢储能的光伏电力系统调控方法和装置，以至少解决相关技术中可再生能源如太阳能的消纳问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种基于氢储能的光伏电力系统调控方法，所述方法应用于基于氢储能的光伏电力系统调控装置，所述装置包括控制器，与所述控制器电性连接的光伏模块、电网、蓄电池和制氢模块，所述方法应用于控制器，包括：

3、根据电网调度负荷和并网阈值判断所述光伏模块产生的电能是否满足并网条件，根据所述制氢模块的存储余量和存储阈值判断所述光伏模块产生的电能是否满足制氢条件；

4、响应于满足所述并网条件且满足所述制氢条件，根据并网效益和制氢效益，确定优先将所述光伏模块产生的电能用于电网或制氢模块；

5、响应于不满足所述并网条件但满足所述制氢条件，根据蓄电池充放电综合效率和制储氢综合效率确定优先将所述光伏模块产生的电能用于蓄电池或制氢模块。

6、在一实施例中，所述根据电网调度负荷和并网阈值判断所述光伏模块产生的电能是否满足并网条件，根据所述制氢模块的存储余量和存储阈值判断所述光伏模块产生的电能是否满足制氢条件，包括：

7、当所述电网调度负荷大于所述并网阈值时，判定所述光伏模块产生的电能满足所述并网条件；

8、当所述制氢模块的存储余量大于或者等于所述存储阈值时，判定所述光伏模块产生的电能满足所述制氢条件。

9、在一实施例中，所述响应于满足所述并网条件且满足所述制氢条件，根据并网效益和制氢效益，确定优先将所述光伏模块产生的电能用于电网或制氢模块，包括：

10、当所述并网效益大于所述制氢效益时，确定优先将所述光伏模块产生的电能用于电网；

11、当所述制氢效益大于所述并网效益时，确定优先将所述光伏模块产生的电能用于制氢模块。

12、在一实施例中，所述响应于不满足所述并网条件但满足所述制氢条件，根据蓄电池充放电综合效率和制储氢综合效率确定优先将所述光伏模块产生的电能用于蓄电池或制氢模块，包括：

13、当所述蓄电池充放电综合效率大于所述制储氢综合效率时，确定优先将所述光伏模块产生的电能用于蓄电池；

14、当所述制储氢综合效率大于所述蓄电池充放电综合效率时，确定优先将所述光伏模块产生的电能用于制氢模块。

15、在一实施例中，所述方法还包括：

16、响应于所述光伏模块产生的电能满足所述并网条件但不满足所述制氢条件，将所述光伏模块产生的电能优先用于电网，若所述光伏模块产生的电能大于所述电网调度负荷，将多余的电能用于为所述蓄电池供电；

17、响应于所述光伏模块产生的电能不满足所述并网条件也不满足所述制氢条件，将所述光伏模块产生的电能用于为所述蓄电池供电。

18、第二方面，本申请实施例提供了一种基于氢储能的光伏电力系统调控装置，所述装置包括控制器，与所述控制器电性连接的光伏模块、电网、蓄电池和制氢模块；所述控制器用于实现权利要求1~5中任一项所述的基于氢储能的光伏电力系统调控方法。

19、在一实施例中，所述光伏模块通过顺次连接所述控制器中的第一逆变器和升压变压器与所述电网电性连接，用于为所述电网供电；

20、所述光伏模块通过所述控制器中的第一变流器与所述制氢模块电性连接，用于为所述制氢模块供电，以供所述制氢模块制备和存储氢气；

21、所述光伏模块通过所述控制器中的第二变流器与所述蓄电池电性连接，用于为所述蓄电池供电。

22、在一实施例中，所述蓄电池通过所述第二变流器分别与所述电网和所述制氢模块电性连接，用于为所述电网和所述制氢模块供电。

23、在一实施例中，所述电网通过顺次连接所述控制器中的降压变压器、第二逆变器和所述第二变流器与所述蓄电池电性连接，用于为所述蓄电池供电；

24、所述电网通过顺次连接所述降压变压器、所述第二逆变器和所述第一变流器与所述制氢模块电性连接，用于为所述制氢模块供电。

25、在一实施例中，所述制氢模块包括氢燃料电池和储氢罐，所述氢燃料电池通过所述控制器中的第三变流器分别与所述蓄电池、电网和制氢模块电性连接，所述氢燃料电池用于将所述储氢罐中的氢燃料转化为直流电，为所述蓄电池、电网和制氢模块供电。

26、本申请实施例提供的基于氢储能的光伏电力系统调控方法和装置至少具有以下技术效果。

27、本申请提出的基于氢储能的光伏电力系统调控方法，以并网效益和制氢的效益判断电网及制氢模块的供电优先级；以蓄电池充放电综合效率和制储氢综合效率判断制氢模块及蓄电池供电优先级。从而合理分配电能，实现电力系统的最优调控。将光伏模块产生的电能用于制氢或为蓄电池充电，将电能转化为氢能储存起来，或为电网供电，发挥电力调节的作用，提高可再生能源如光伏能源的利用率。

28、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.一种基于氢储能的光伏电力系统调控方法，其特征在于，所述方法应用于基于氢储能的光伏电力系统调控装置，所述装置包括控制器，与所述控制器电性连接的光伏模块、电网、蓄电池和制氢模块，所述方法应用于控制器，包括：

2.根据权利要求1所述的基于氢储能的光伏电力系统调控方法，其特征在于，所述根据电网调度负荷和并网阈值判断所述光伏模块产生的电能是否满足并网条件，根据所述制氢模块的存储余量和存储阈值判断所述光伏模块产生的电能是否满足制氢条件，包括：

3.根据权利要求1所述的基于氢储能的光伏电力系统调控方法，其特征在于，所述响应于满足所述并网条件且满足所述制氢条件，根据并网效益和制氢效益，确定优先将所述光伏模块产生的电能用于电网或制氢模块，包括：

4.根据权利要求1所述的基于氢储能的光伏电力系统调控方法，其特征在于，所述响应于不满足所述并网条件但满足所述制氢条件，根据蓄电池充放电综合效率和制储氢综合效率确定优先将所述光伏模块产生的电能用于蓄电池或制氢模块，包括：

5.根据权利要求1所述的基于氢储能的光伏电力系统调控方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.一种基于氢储能的光伏电力系统调控装置，其特征在于，所述装置包括控制器，与所述控制器电性连接的光伏模块、电网、蓄电池和制氢模块；所述控制器用于实现权利要求1~5中任一项所述的基于氢储能的光伏电力系统调控方法。

7.根据权利要求6所述的基于氢储能的光伏电力系统调控装置，其特征在于，所述光伏模块通过顺次连接所述控制器中的第一逆变器和升压变压器与所述电网电性连接，用于为所述电网供电；

8.根据权利要求7所述的基于氢储能的光伏电力系统调控装置，其特征在于，所述蓄电池通过所述第二变流器分别与所述电网和所述制氢模块电性连接，用于为所述电网和所述制氢模块供电。

9.根据权利要求7所述的基于氢储能的光伏电力系统调控装置，其特征在于，所述电网通过顺次连接所述控制器中的降压变压器、第二逆变器和所述第二变流器与所述蓄电池电性连接，用于为所述蓄电池供电；

10.根据权利要求6所述的基于氢储能的光伏电力系统调控装置，其特征在于，所述制氢模块包括氢燃料电池和储氢罐，所述氢燃料电池通过所述控制器中的第三变流器分别与所述蓄电池、电网和制氢模块电性连接，所述氢燃料电池用于将所述储氢罐中的氢燃料转化为直流电，为所述蓄电池、电网和制氢模块供电。

技术总结本申请涉及一种基于氢储能的光伏电力系统调控方法和装置，其中，方法包括：方法应用于基于氢储能的光伏电力系统调控装置，装置包括控制器，与控制器电性连接的光伏模块、电网、蓄电池和制氢模块，方法应用于控制器，包括：根据电网调度负荷和并网阈值判断所述光伏模块产生的电能是否满足并网条件，根据制氢模块的存储余量和存储阈值判断所述光伏模块产生的电能是否满足制氢条件；响应于满足并网条件且满足所述制氢条件，根据并网效益和制氢效益，确定优先将光伏模块产生的电能用于电网或制氢模块；响应于不满足所述并网条件但满足所述制氢条件，根据蓄电池充放电综合效率和制储氢综合效率确定优先将所述光伏模块产生的电能用于蓄电池或制氢模块。技术研发人员：齐放,罗蒙蒙,齐强,宋丹,沈向琼,张伟,高磊,刘闯受保护的技术使用者：内蒙古华电氢能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29