一种小型风光联供氢电系统的制作方法

本发明涉及新能源设备领域，具体涉及一种小型风光联供氢电系统。

技术背景

我国风电发展迅猛，目前风电装机量、发电量均居全球第一。风电装备产业也取得巨大的进步，技术方面也逐渐赶超世界先进水平，风电发展取得了举世瞩目的成绩。同时，由于并网型风电的大量增加，调峰能力和跨区消纳两大问题导致的弃风弃电问题大大制约了并网型风电在中国的发展，且难以在短期内得到有效解决。风电产业的发展方向需要由并网型向离网型进行转化。

在离网型风电应用方面，目前的技术瓶颈是储能问题。目前常用的储能电池组储能技术有着成本高，能源存储量小的缺点，导致只有小型风力发电设备可以实现离散化应用，风电利用效率低，经济成本高，直接制约了风电的离网应用。通过降低能源存储成本，增大离网型风电系统的能源存储量，实现对大型风电设备的离网应用的补充，这是本领域技术人员致力解决的难题。

技术实现要素：

本发明提供一种小型风光联供氢电系统，其解决大型离网型风电热氢联供、储存系统不能很好覆盖地区的新能源供给问题，适合推广，能够产生很好的经济效益。

采用的技术方案：

一种小型风光联供氢电系统，包括包括电能输入单元、储能电池组、氢气生成单元、氢气储存单元、氢气燃料电池，电能输入单元与储能电池组连接，储能电池组与氢气生成单元连接，氢气生成单元的氢气输出端与氢气储存单元连接，氢气储存单元与氢气燃料电池连接；

所述的电能输入单元，包括风力发电系统和/或光伏发电系统。

所述的氢气燃料电池可与用电设备连接并为其提供电能，所述的储能电池组可直接于用电设备连接并为其提供电能。

优选的，所述氢气生成单元为水电解槽，其包括一个槽体，其上安装有多个电解输入端，电解直流变换单元由多路隔离变换模块串联组成，每个隔离变换模块的输出端接入水电解槽的多个电解输入端。

优选的，所述电能输入单元连接远程保护控制器，远程保护控制器并于储能电池组连接；

所述的远程保护控制器，包括依次交互连接的基于android的移动客户端、基于java的上位机和混合发电控制器；所述的电能输入单元包括并联在储能电池组充电端的风力发电系统和光伏发电系统，连接在储能电池组供电端的氢气生成单元；

所述的混合发电控制器包括用于控制光伏发电系统输出电压的光伏控制模块，用于控制风力发电系统输出电压的风机控制模块，并联在储能电池组充电端的氢气生成单元和第一继电器，串联在氢气生成单元上的第二继电器，用于分别采集储能电池组电压、光伏发电系统输出电压和风力发电系统输出电压进行比较的单片机；单片机的输出端分别连接光伏控制模块、风机控制模块、第一继电器和第二继电器；当储能电池组电压处于预设电压之间时，单片机控制第一继电器常开点闭合，接通于氢气生成单元的连接；当储能电池组电压不处于预设电压之间时，单片机控制第二继电器常闭点断开，断开氢气生成单元的连接；所述基于java的上位机用于接收单片机采集的储能电池组电压、光伏发电系统输出电压和风力发电系统输出电压，以及单片机发出的控制信号；并将接收到的电压和控制信号进行显示和存储；所述的基于android的移动客户端用于显示和查看上位机中的电压和控制信号；基于java的上位机包括与移动客户端交互连接的android无线通信模块，与混合发电控制器交互连接的串口通信模块；所述的单片机上设置有采用adc0809芯片的a/d采集电路，a/d采集电路用于采集储能电池组电压、光伏发电系统输出电压和风力发电系统输出电压；所述的单片机上设置有若干传感器，分别用于采集如下物理量的数字信号，风力发电机的风速、风向、电流和功率；太阳能光伏发电系统的光照强度、温度、电流和功率；储能电池组的温度和电流；所述的基于java的上位机接收通过单片机输出的物理量数字信号和控制信号进行储存和显示；所述的基于android的移动客户端用于显示和查看上位机中的物理量数字信号和控制信号。

单片机的输出端通过采用uln2003a芯片的继电器电路控制第一继电器和第二继电器；单片机采用stc89c52单片机。

本发明的优势和特点在于：

本系统可以作为应急能源、可移动能源使用，具有体积小、成本低、设置方便、输出稳定、能源存储量大、移动于可拆卸功能强等优势和特点，在大量偏远地区存在刚性需求。能够作为大型离网型风电热氢联供、储存系统的一个很好的补充。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明未述及的零部件，均系现有技术或标准产品，不再赘述。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例：

一种小型风光联供氢电系统，包括包括电能输入单元1、储能电池组2、氢气生成单元3、氢气储存单元4、氢气燃料电池5，电能输入单元1与储能电池组2连接，储能电池组2与氢气生成单元3连接，氢气生成单元3的氢气输出端与氢气储存单元4连接，氢气储存单元4与氢气燃料电池5连接；

所述的电能输入单元1，包括风力发电系统6和/或光伏发电7系统。

所述氢气生成单元3为水电解槽，其包括一个槽体，其上安装有多个电解输入端，电解直流变换单元由多路隔离变换模块串联组成，每个隔离变换模块的输出端接入水电解槽的多个电解输入端。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明的创造宗旨的情况下，不经创造者的允许设计出与该技术方案相似的结构方案与实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
一种小型风光联供氢电系统，包括电能输入单元、储能电池组、氢气生成单元、氢气储存单元、氢气燃料电池，其特征在于：电能输入单元与储能电池组连接，储能电池组于氢气生成单元连接，氢气生成单元的氢气输出端与氢气储存单元连接，氢气储存单元与氢气燃料电池连接；本系统可以作为应急能源、可移动能源使用，具有体积小、成本低、设置方便、输出稳定、能源存储量大、移动于可拆卸功能强。

技术研发人员：王家琳
受保护的技术使用者：王家琳
技术研发日：2017.08.17
技术公布日：2019.03.01