一种风光氢综合能源电力送出系统结构的制作方法

本技术涉及电力，具体涉及一种风光氢综合能源电力送出系统结构。

背景技术：

1、随着以二氧化碳为主体的温室气体排放量的增加，全球已引发诸如极端天气频发、海平面上升等一系列环境问题，并对经济及物种生存均产生明显的负面效应。中国作为全球第二大经济体及碳排放量最大的国家，已于第75届联合国大会上承诺“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和”。为尽早实现“双碳”目标，我国将加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统。

2、受风、光等新能源发电间歇性和波动性特点影响，随着其在电力系统占比的逐渐提高，系统出力可控性降低，系统运行的随机性和不确定性增加，对调峰电源要求不断提高。现有常规抽水蓄能及电化学储能等调峰手段，仅能满足小时级或日内调节需要，亟需具备更长时段的调峰资源。

3、氢能具有质量能量密度高、体积能量密度低的特点，可采用多种方式存储，是一种清洁、高效的二次能源，能够满足长时段的调峰需求，并可实现氢能与电能的双向循环交换，促进新能源高质量、可持续发展。

4、因此，为适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统发展需要，实现新能源与氢能科学、协同发展，提出适应大规模新能源开发的风光氢综合能源电力送出系统及监控策略是十分必要的。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于公开一种风光氢综合能源电力送出系统结构，可实现电力送出系统的内部互补调峰发电，促进电-氢协同发展，并为实现零碳排放电力送出系统提供可能性。

2、为实现上述目的，本实用新型实施例公开了如下技术方案：

3、本实用新型实施例公开了一种风光氢综合能源电力送出系统结构，包括：风电单元、光伏单元、燃氢单元、氢燃料电池单元、电力送出线路、送出汇集单元、储制氢单元、供氢管道、加氢站、功率监控模块、存储监控模块。

4、所述风电单元包括依次连接的若干风机、风电升压站汇集母线、风电升压变、风电升压站高压侧母线。

5、所述光伏单元包括依次连接的若干光伏矩阵、光伏升压站汇集母线、光伏升压变、光伏升压站高压侧母线。

6、所述燃氢单元包括依次连接的燃氢机组、燃氢机组升压变低压侧母线、燃氢机组升压变、燃氢机组升压变高压侧母线。

7、所述氢燃料电池单元包括依次连接的若干氢燃料电池组、氢燃料电池升压变汇集母线、氢燃料电池升压变、氢燃料电池升压变高压侧母线。

8、所述送出汇集单元包括送出汇集母线。

9、所述风电升压站高压侧母线、光伏升压站高压侧母线、燃氢机组升压变高压侧母线、氢燃料电池升压变高压侧母线都通过电力送出线路连接所述送出汇集母线。

10、所述送出汇集母线通过第六电力送出线路连接受入系统。

11、所述储制氢单元包括依次连接的电制氢设备、输氢管道，储氢设备，所述电制氢设备连接所述送出汇集母线，所述储氢设备通过供氢管道分别连接燃氢机组、氢燃料电池组和加氢站。

12、所述电制氢设备通过第五电力送出线路连接送出汇集母线。

13、进一步地，所述风电升压站高压侧母线经第一电力送出线路将电力送至送出汇集单元，所述光伏升压站高压侧母线经第二电力送出线路将电力送至送出汇集单元，所述燃氢机组升压变高压侧母线经第三电力送出线路将电力送至送出汇集单元，第一电力送出线路上设有第一功率监测模块，第二电力送出线路上设有第二功率监测模块，第三电力送出线路上设有第三功率监测模块，第一功率监测模块、第二功率监测模块、第三功率监测模块都连接总功率监控模块，总功率监控模块连接受入系统；所述储氢设备通过第一供氢管道连接氢燃料电池组，所述储氢设备通过第二供氢管道连接燃氢机组，第一供氢管道设有第一存储监控模块，第二供氢管道设有第二存储监控模块。

14、总功率监控模块用于判断由受入系统向总功率监控模块报送的可最大外送功率px与风电送出功率p1和光伏送出功率p2的逻辑关系：

15、p1+p2<px，由总功率监控模块向第三功率监控模块发出指令，启动燃氢单元，所述总存储监控模块向第一存储监控模块发出指令，启动第一供氢管道，向氢燃料电池单元输送氢气，同步判断储氢设备标准体积vc与氢燃料电池供氢标准体积v1的逻辑关系：vc-v1＞0，由总存储监控模块向第二存储监控模块发出指令，启动第二供氢管道，经第二供氢管道向燃氢单元输送氢气。

16、p1+p2>px，由总功率监控模块向总存储监控模块发出指令，启动储制氢单元，由送出汇集单元将风光盈余功率p1+p2-px经第五电力送出线路送至电制氢设备制氢，将所制氢气经输氢管道送至储氢设备。

17、进一步地，所述氢燃料电池升压变高压侧母线经第四电力送出线路将电力送至送出汇集单元，第四电力送出线路上设有第四功率监测模块，第四功率监测模块连接总功率监控模块；所述储氢设备通过第三供氢管道连接加氢站，第三供氢管道设有第三存储监控模块；所述输氢管道设有存储监控模块c。

18、启动燃氢单元后，总功率监控模块用于判断由受入系统向总功率监控模块报送的可最大外送功率px与风电送出功率p1、光伏送出功率p2和燃氢送出功率p3的逻辑关系：

19、p1+p2+p3<px，且燃氢机组出力未达到额定出力时，由总功率监控模块向第三功率监控模块发出指令，增加燃氢机组出力；

20、p1+p2+p3<px，且燃氢机组出力已达到额定出力时，由总功率监控模块向第四功率监控模块发出指令，启动氢燃料电池单元；

21、p1+p2+p3>px，由总功率监控模块向第三功率监控模块发出指令，控制燃氢送出功率p3＝px-p1-p2。

22、启动燃氢单元后，总存储监控模块用于判断储氢设备标准体积vc、氢燃料电池供氢标准体积v1和燃氢供氢标准体积v2的逻辑关系：vc-v1-v2＞0，由总存储监控模块向第三存储监控模块发出指令，启动第三供氢管道，经第三供氢管道向加氢站输送氢气。

23、启动氢燃料电池单元后，总功率监控模块用于判断由受入系统向总功率监控模块报送的px与风电送出功率p1、光伏送出功率p2、燃氢送出功率p3和氢燃料电池送出功率p4的逻辑关系：

24、p1+p2+p3+p4<px，由总功率监控模块向受入系统报发可最大外送功率px；

25、p1+p2+p3+p4>px，由总功率监控模块向第三功率监控模块发出指令，控制燃氢送出功率p3＝px-p1-p2-p4。

26、启动氢燃料电池单元后，总存储监控模块还用于判断储氢设备标准体积vc、氢燃料电池供氢标准体积v1和燃氢供氢标准体积v2的逻辑关系：vc-v1-v2＞0，由总存储监控模块向第三存储监控模块发出指令，启动第三供氢管道，经第三供氢管道向加氢站输送氢气；当超过加氢站供氢标准体积v3，报送总存储监控模块，由总存储监控模块向存储监控模块c发出指令，停止输氢；由总存储监控模块报送总功率监控模块，由总功率监控模块向第五功率监控模块发出指令，停止经第五电力送出线路输电，同步向第一功率监控模块和第二功率监控模块发出切机指令，满足p1+p2＝px。

27、进一步地，所述送出汇集单元还包括送出汇集升压变、送出汇集升压变高压母线、低压无功补偿设备，所述送出汇集母线依次连接送出汇集升压变、送出汇集升压变高压母线；所述送出汇集升压变连接低压无功补偿设备。

28、本实用新型的优点：

29、(1)通过建立风光氢综合能源电力送出系统结构，实现电力送出侧零碳排放，促进电力行业碳减排工作的推进；

30、(2)通过对风电单元、光伏单元送出功率的监控，将风光盈余电力送至储制氢单元，用清洁绿电实现制氢，减少因有限电网资源而造成的风电和光伏的弃电情况发生；

31、(3)通过供氢管道，由储氢设备为燃氢单元、氢燃料电池单元及加氢站供氢，保证绿氢产生后，电-氢的双循环应用，并为新能源汽车、工业用氢等氢应用提供绿氢，提高非电行业的绿氢应用，提高社会用氢绿色化程度；

32、(4)通过功率监控模块及存储监控模块，对电力送出系统及氢气储制供系统进行联合监控策略的实施，既可提高可再生能源的综合利用水平，又可实现电-氢的循环利用，同时满足电力行业及社会其他用氢供氢行业的多产业联动。