申请/专利权人：华北电力大学;威海市热电工程安装有限公司

申请日：2023-10-21

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117411041B

主分类号：H02J3/28

分类号：H02J3/28;H02J15/00;F28D20/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2024.02.02#实质审查的生效;2024.01.16#公开

摘要：本发明公开了一种风光电氢热储多能互补的零碳排放分布式能源系统，包括电力、氢能、热集成、制冷和储能子系统。通过光伏阵列和风力发电机等电源设备以及外部电网向系统供电，通过光热设备向系统提供热源，系统运行过程中不向环境排放二氧化碳。通过氢能子系统中固体氧化物燃料电池电解制氢系统实现电‑氢‑电高效转换和多时间尺度能量存储；通过热集成子系统实现能的综合梯级利用，提高系统能源利用效率；通过电‑热‑氢‑冷多元储能设备实现多能流解耦，提高系统供能灵活性。系统终端与用户直接相连，满足日常电力和热水、冬季采暖、夏季供冷、电动车充电、氢能车加氢等多元能源需求。

主权项：1.一种风光电氢热储多能互补的零碳排放分布式能源系统，其特征在于，包括电力子系统、氢能子系统、热集成子系统、制冷子系统和储能子系统；所述的电力子系统，输入与电源输出端相连接，电力输出到用电设备；电力子系统与储电设备双向连接，在电力富足和电网电力低谷期向储电设备充电，在电力不足和电网峰值期通过储电设备供电；所述的氢能子系统，采用固体氧化物电解制氢燃料电池技术，实现电-氢-电转换功能；固体氧化物电解制氢燃料电池系统能够在电解和发电两种模式下自动切换；在电解制氢模式下，系统输入侧与电力子系统连接，水箱中的水经蒸发、过热达到工作温度后通入燃料电极，空气在加热到工作温度后通入空气电极，电解制取的氢气经过换热降温后，加压存储在氢储罐中或者通过加氢站供给终端氢燃料电池汽车；在燃料电池模式下，储氢罐存储的氢气在加热到工作温度后通入燃料电极，空气在加热到工作温度后通入空气电极，燃料电池输出端与电力子系统相连接，向系统供电；同时，燃料电极未完全反应的氢气与空气电极通入的过量空气通入到尾部燃烧器，燃烧后的混合气体与热集成子系统相连接，向系统供热；所述的热集成子系统，通过冷热流体匹配实现热能综合梯级利用；所述热集成子系统输入侧与光热设备、电制热设备、氢能子系统中尾部燃烧器出口的高温混合气体、电堆出口高温氢气和富氧空气相连接；所述热集成子系统输出侧与制冷子系统中吸收式制冷设备相连接，用于驱动制冷；在燃料电池模式下，与氢能子系统中电堆入口空气氢气连接，预热空气和氢气；在电解制氢模式下，与氢能子系统中电堆入口空气水连接，加热空气、蒸发水、加热水蒸气至过热状态；与终端用户连接，满足冬季采暖和日常热水需求；热集成子系统与热水储罐和导热油储罐储热设备双向连接，分别存储不同温度水平的热能，在系统产热过剩时向储热设备充能，在系统热需求过大时由储热设备释能；所述的制冷子系统，包含了压缩式电制冷设备和吸收式制冷设备，压缩式电制冷设备输入侧与电力子系统连接，由电力驱动；吸收式制冷设备输入侧与热力子系统连接，分别由不同温度等级的热源驱动；压缩式电制冷设备与吸收式制冷设备输出侧直接与终端用户连接，为其提供夏季制冷服务；制冷子系统与冰蓄冷设备双向连接，通过优化储释能策略参与调峰及需求侧响应电力市场辅助服务；所述的储能子系统包含了锂电池、液流电池、储氢罐、热水储罐、导热油储罐以及冰蓄冷储能设备；储能设备实现了系统内部多能流之间的解耦，平抑了资源侧风光出力的波动性。

全文数据：

权利要求：

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