[發(fā)明專利]清潔能源發(fā)電制氫的控制方法、系統(tǒng)和存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010826773.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114134512B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范玉建;楊文強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號(hào): C25B1/04
• 分類號(hào): C25B1/04;C25B15/02;C25B9/65;H02J1/10;H02J15/00
• 代理公司: 北京英創(chuàng)嘉友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11447
• 代理人: 董琳

1.一種清潔能源發(fā)電制氫的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取歷史氫需求量，利用移動(dòng)均值法，根據(jù)歷史氫需求量預(yù)測(cè)目標(biāo)時(shí)間段的氫需求量；

將所預(yù)測(cè)的目標(biāo)時(shí)間段的氫需求量與當(dāng)前的氫儲(chǔ)量進(jìn)行比較，當(dāng)所預(yù)測(cè)的目標(biāo)時(shí)間段的氫需求量大于當(dāng)前的氫儲(chǔ)量時(shí)，將所預(yù)測(cè)的目標(biāo)時(shí)間段的氫需求量與當(dāng)前的氫儲(chǔ)量的差值作為目標(biāo)時(shí)間段所需制備的氫產(chǎn)量，其中，所述當(dāng)前的氫儲(chǔ)量包括加氫站的當(dāng)前的剩余氫儲(chǔ)量和制氫站的當(dāng)前的氫緩存量；

根據(jù)制取單位氫氣所消耗的電量和電解制氫的效率，確定制取目標(biāo)時(shí)間段所需制備的氫產(chǎn)量的制氫用電量；

預(yù)測(cè)目標(biāo)時(shí)間段的清潔能源發(fā)電量；

將目標(biāo)時(shí)間段的清潔能源發(fā)電量與制氫用電量進(jìn)行比較，當(dāng)目標(biāo)時(shí)間段的清潔能源發(fā)電量小于制氫用電量時(shí)，確定制氫用電量與目標(biāo)時(shí)間段的清潔能源發(fā)電量之間的差值，并由儲(chǔ)能裝置和/或電力系統(tǒng)提供所述差值的電量，以滿足目標(biāo)時(shí)間段的氫需求量的需求；

所述目標(biāo)時(shí)間段的清潔能源發(fā)電量包括目標(biāo)時(shí)間段的第一清潔能源發(fā)電量和第二清潔能源發(fā)電量的和，其中：

當(dāng)?shù)谝磺鍧嵞茉礊轱L(fēng)能時(shí)，利用下式確定目標(biāo)時(shí)間段的風(fēng)力發(fā)電量：

其中，E_{wind_pre}表示目標(biāo)時(shí)間段的風(fēng)力發(fā)電量，P_{wind_pre}表示根據(jù)風(fēng)力發(fā)電功率曲線所確定的風(fēng)力發(fā)電的功率，d表示目標(biāo)時(shí)間段的天數(shù)，ΔT₁表示風(fēng)力發(fā)電功率曲線的間隔時(shí)間長(zhǎng)度，i₁表示風(fēng)力發(fā)電功率曲線的間隔時(shí)間長(zhǎng)度的數(shù)量；

當(dāng)?shù)诙鍧嵞茉礊楣饽軙r(shí)，利用下式確定目標(biāo)時(shí)間段的光伏發(fā)電量：

其中，E_{solar_pre}表示目標(biāo)時(shí)間段的光伏發(fā)電量，P_{solar_pre}表示根據(jù)光伏發(fā)電功率曲線所確定的光伏發(fā)電的功率，d表示目標(biāo)時(shí)間段的天數(shù)，ΔT₂表示光伏發(fā)電功率曲線的間隔時(shí)間長(zhǎng)度，i₂表示光伏發(fā)電功率曲線的間隔時(shí)間長(zhǎng)度的數(shù)量；

獲取光伏電站次日0時(shí)至未來(lái)168小時(shí)的光伏電站發(fā)電功率，每15分鐘一個(gè)發(fā)電功率點(diǎn)，繪制未來(lái)一周的所述光伏發(fā)電功率曲線；

獲取風(fēng)電場(chǎng)次日0時(shí)至未來(lái)168小時(shí)的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率，每15分鐘一個(gè)發(fā)電功率點(diǎn)，繪制未來(lái)一周的所述風(fēng)力發(fā)電功率曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔能源發(fā)電制氫的控制方法，其特征在于，獲取歷史氫需求量，利用移動(dòng)均值法，根據(jù)歷史氫需求量預(yù)測(cè)目標(biāo)時(shí)間段的氫需求量，包括：

獲取距離目標(biāo)時(shí)間段最近的若干歷史時(shí)間段中每個(gè)歷史時(shí)間段的氫需求量，確定所述若干歷史時(shí)間段的氫需求量的平均值，將所述平均值作為目標(biāo)時(shí)間段的氫需求量，其中，每個(gè)所述歷史時(shí)間段與所述目標(biāo)時(shí)間段的時(shí)間長(zhǎng)度相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔能源發(fā)電制氫的控制方法，其特征在于，根據(jù)制取單位氫氣所消耗的電量和電解制氫的效率，確定制取目標(biāo)時(shí)間段所需制備的氫產(chǎn)量的制氫用電量，包括：

利用下式確定制取目標(biāo)時(shí)間段所需制備的氫產(chǎn)量的制氫用電量：

其中，E_{electrolyzer_pre}表示制取目標(biāo)時(shí)間段所需制備的氫產(chǎn)量的制氫用電量，Q_{pro_pre}表示目標(biāo)時(shí)間段所需制備的氫產(chǎn)量，表示制取單位氫氣所消耗的電量，η為電解制氫的制氫效率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔能源發(fā)電制氫的控制方法，其特征在于，由儲(chǔ)能裝置和/或電力系統(tǒng)提供所述差值的電量，包括：

當(dāng)儲(chǔ)能裝置所存儲(chǔ)的電量小于所述差值的電量時(shí)，由儲(chǔ)能裝置和電力系統(tǒng)依次提供電能。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔能源發(fā)電制氫的控制方法，其特征在于，由儲(chǔ)能裝置和/或電力系統(tǒng)提供所述差值的電量，包括：

當(dāng)儲(chǔ)能裝置所存儲(chǔ)的電量大于所述差值的電量時(shí)，由儲(chǔ)能裝置提供電能。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔能源發(fā)電制氫的控制方法，其特征在于，當(dāng)目標(biāo)時(shí)間段的清潔能源發(fā)電量大于制氫用電量時(shí)，確定目標(biāo)時(shí)間段的清潔能源發(fā)電量與制氫用電量之間的差值，將所述差值的電量存入儲(chǔ)能裝置和/或并入電力系統(tǒng)。