[發(fā)明專利]一種適用于高速公路服務(wù)區(qū)的微電網(wǎng)系統(tǒng)及其運行策略

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• 申請日: 2021-01-30
• 公開（公告）號: CN112821454A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹喜民
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J3/32;H02J15/00;B60L53/51;B60L53/52;B60S5/02
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

本發(fā)明涉及一種適用于高速公路服務(wù)區(qū)的微電網(wǎng)系統(tǒng)及其運行策略，系統(tǒng)包括光伏單元、氫能單元、風電單元、直流總線、AC/DC轉(zhuǎn)換單元、交流總線和電網(wǎng)，所述高速公路服務(wù)區(qū)設(shè)有充氣樁和充電樁；運行策略包括獲取光伏單元和風電單元的發(fā)電功率以及高速公路服務(wù)區(qū)中充電樁的用電需求；判斷光伏單元和風電單元滿足用電需求，則執(zhí)行將多余的電量輸送到氫能單元中為充氣樁充氣或為燃料電池充電的第一子策略，否則執(zhí)行綜合所有能源為充電樁充電的第二子策略。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明滿足高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)的新能源汽車用電、用氣需求，能夠?qū)崿F(xiàn)電轉(zhuǎn)氫及氫轉(zhuǎn)電的能量轉(zhuǎn)換，提高能源利用效率，減少環(huán)境污染和電能的浪費。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適用于高速公路服務(wù)區(qū)的微電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種適用于高速公路服務(wù)區(qū)的微電網(wǎng)系統(tǒng)及其運行策略。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)的電動汽車充電樁系統(tǒng)、氫燃料電池汽車加氣系統(tǒng)均為獨立的能源系統(tǒng)，彼此分開獨立運行，往往能源利用效率較低、成本高昂。同時現(xiàn)有技術(shù)需要大量的儲能設(shè)備，比如鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰電池等二次電池，由于其售價較高，壽命短，在系統(tǒng)運行期間要常常更換電池設(shè)備，大規(guī)模應(yīng)用后短期難以實現(xiàn)盈利，且造成相關(guān)的環(huán)境污染反而增大，與未來發(fā)展的清潔、經(jīng)濟、高效的發(fā)展理念不符。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在能源利用效率較低、成本高昂的缺陷而提供一種適用于高速公路服務(wù)區(qū)的微電網(wǎng)系統(tǒng)及其運行策略。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種適用于高速公路服務(wù)區(qū)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括光伏單元、氫能單元、風電單元、直流總線、AC/DC轉(zhuǎn)換單元、交流總線和電網(wǎng)，所述高速公路服務(wù)區(qū)設(shè)有充氣樁和充電樁，所述氫能單元包括依次連接的電解槽、儲氫罐和燃料電池，所述直流總線分別連接所述光伏單元、電解槽、燃料電池和AC/DC轉(zhuǎn)換單元，所述交流總線分別連接所述風電單元、AC/DC轉(zhuǎn)換單元、充電樁和電網(wǎng)，所述儲氫罐還連接所述充氣樁。

本發(fā)明還提供一種采用如上所述的一種適用于高速公路服務(wù)區(qū)的微電網(wǎng)系統(tǒng)的運行策略，包括以下步驟：

S1：通過所述高速公路服務(wù)區(qū)的能量管理中心獲取光伏單元和風電單元的發(fā)電功率以及高速公路服務(wù)區(qū)中充電樁的用電需求；

S2：判斷光伏單元和風電單元的總發(fā)電功率是否大于充電樁的用電需求，若大于，則執(zhí)行預設(shè)的第一子策略，否則執(zhí)行預設(shè)的第二子策略。

進一步地，所述第一子策略包括以下步驟：

S301：通過光伏單元和風電單元向所述充電樁供電，滿足所述高速公路服務(wù)區(qū)充電樁的用電需求后，將多余的電能輸送到氫能單元，并計時；

S302：氫能單元通過電解槽執(zhí)行電轉(zhuǎn)氫操作；

S303：判斷是否到達預設(shè)的第一時間周期，若到達，則執(zhí)行步驟S304，否則，停止執(zhí)行；

S304：判斷儲氫罐中的氫氣量是否大于高速公路服務(wù)區(qū)中氫燃料汽車的氫氣需求量，若是，則執(zhí)行步驟S305，否則通過電網(wǎng)向所述氫能單元供電，氫能單元通過電解槽執(zhí)行電轉(zhuǎn)氫操作；

S305：將儲氫罐中的氫氣輸送到充氣樁給氫燃料電池汽車充氣，在滿足所述氫氣需求量后判斷凈產(chǎn)氫量是否大于儲氫罐的額定容量，若滿足條件則進入第六步，若不滿足條件則直接結(jié)束；

S306：氫能單元開始利用多余氫氣進行發(fā)電，將氫氣輸送到燃料電池中進行發(fā)電，并向大電網(wǎng)反饋輸電。

進一步地，所述第一時間周期在30至90分鐘范圍以內(nèi)。

進一步地，所述第一時間周期為60分鐘。

進一步地，所述電轉(zhuǎn)氫操作具體為，將電能輸送到電解槽中，電解槽開始制氫，完成制氫后將產(chǎn)生的氫氣輸送到儲氫罐中。