一种风光电氢热储多能互补的零碳排放分布式能源系统

专利主权项内容

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，设备利用率高；同时，高温运行条件使得系统电解制氢效率和燃料电池热电综合能源利用效率高；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单效/双效/三效吸收式制冷机相连接，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、加热水蒸汽至过热状态；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等储热设备双向连接，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单效/双效/三效吸收式制冷机，电制冷机输入侧与电力子系统连接，由电力驱动；单效/双效/三效吸收式制冷机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等电力市场辅助服务；所述的储能子系统包含了上述锂电池、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。