[發(fā)明專利]一種基于柔性直流電網(wǎng)的海上能源互聯(lián)網(wǎng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110381496.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN113131505A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈魯;曾嶸;余占清;韓雪姣;趙彪;袁志昌;宋強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36;H02J3/38;H02J3/28;H02J3/32;H02J3/02
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本發(fā)明公開了一種基于柔性直流電網(wǎng)的海上能源互聯(lián)網(wǎng)，包括：柔性直流電網(wǎng)；接入所述柔性直流電網(wǎng)的新能源供電系統(tǒng)；以及用電系統(tǒng)，所述用電系統(tǒng)包括直流接入所述柔性直流電網(wǎng)的制氫系統(tǒng)、船舶岸用電系統(tǒng)以及交直流變電接入所述柔性直流電網(wǎng)的石油鉆井用電系統(tǒng)、冷熱電多能互補(bǔ)系統(tǒng)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)港區(qū)內(nèi)新能源100％消納，電能占終端能源消費(fèi)比例大于50％，形成可規(guī)模推廣應(yīng)用方案，為能源電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和探索可行路徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海上能源領(lǐng)域，特別涉及一種基于柔性直流電網(wǎng)的海上能源互聯(lián)網(wǎng)。

背景技術(shù)

“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的提出，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了動(dòng)力引擎，為能源電力行業(yè)提供了搶占世界制高點(diǎn)的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。但目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)海上碳中和能源互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)，缺少零碳能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模推廣應(yīng)用方案，因此亟需探索一條海上碳中和能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施路徑，支撐能源電力系統(tǒng)早日實(shí)現(xiàn)碳中和。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于柔性直流電網(wǎng)的海上能源互聯(lián)網(wǎng)，為能源電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和探索可行路徑。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于柔性直流電網(wǎng)的海上能源互聯(lián)網(wǎng)，包括：

柔性直流電網(wǎng)；

接入所述柔性直流電網(wǎng)的新能源供電系統(tǒng)；以及

用電系統(tǒng)，所述用電系統(tǒng)包括直流接入所述柔性直流電網(wǎng)的制氫系統(tǒng)、船舶岸用電系統(tǒng)以及交直流變電接入所述柔性直流電網(wǎng)的石油鉆井用電系統(tǒng)、冷熱電多能互補(bǔ)系統(tǒng)。

可選地，所述新能源供電系統(tǒng)包括通過(guò)交直流混合電網(wǎng)接入所述柔性直流電網(wǎng)的海上高滲透率新能源和岸上高滲透率新能源。

可選地，所述海上高滲透率新能源包括海上風(fēng)力發(fā)電能源，所述海上風(fēng)力發(fā)電能源通過(guò)AC/DC換流器和直流變壓器接入所述柔性直流電網(wǎng)。

可選地，所述岸上高滲透率新能源包括岸上分布式光伏發(fā)電能源和岸上分布式光熱發(fā)電能源，所述岸上分布式光伏發(fā)電能源和所述岸上分布式光熱發(fā)電能源分別通過(guò)直流變壓器和AC/DC換流器接入所述柔性直流電網(wǎng)。

可選地，所述柔性直流電網(wǎng)通過(guò)AC/DC換流器與變電站電性連接。

可選地，所述石油鉆井用電系統(tǒng)通過(guò)逆變器接入所述柔性直流電網(wǎng)。

可選地，所述冷熱電多能互補(bǔ)系統(tǒng)包括連接于所述AC/DC換流器和所述變電站之間、且接入有天然氣的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)連接有蓄熱裝置，所述蓄熱裝置連接有制冷裝置。

可選地，所述制氫系統(tǒng)包括電解水制氫設(shè)備以及與所述電解水制氫設(shè)備連接的加氫站。

可選地，所述制氫系統(tǒng)還包括與所述電解水制氫設(shè)備依次連接的氫氣壓縮機(jī)和高壓氫儲(chǔ)罐，所述高壓氫儲(chǔ)罐與所述加氫站連接。

可選地，所述制氫系統(tǒng)還包括與所述氫氣壓縮機(jī)連接的液氫設(shè)備和液氫儲(chǔ)罐。

可選地，所述船舶岸用電系統(tǒng)包括低壓船舶系統(tǒng)和中高壓船舶系統(tǒng)，所述低壓船舶系統(tǒng)和中高壓船舶系統(tǒng)分別通過(guò)低壓直流母線和直流變壓器接入所述柔性直流電網(wǎng)。

可選地，所述低壓船舶系統(tǒng)和所述中高壓船舶系統(tǒng)中的多個(gè)低壓船舶和多個(gè)中高壓船舶分別通過(guò)逆變器與所述低壓直流母線連接。

本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，使其具有以下有益效果：本發(fā)明通過(guò)構(gòu)建中低壓交直流混合電網(wǎng)為骨架、“冷-熱-電-氫-儲(chǔ)”多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)氫高效協(xié)同的海上能源互聯(lián)網(wǎng)物理層，可滿足港口和油田安全高效用能需求，綜合能效可提升10％、分布式新能源可實(shí)現(xiàn)100％消納、供電可靠性可達(dá)99.99％，電能占終端能源消費(fèi)比例大于50％，形成可規(guī)模推廣應(yīng)用方案，從而構(gòu)建海上能源互聯(lián)網(wǎng)清潔低碳、安全高效的物理網(wǎng)絡(luò)體系，可打造全域碳中和、多層次智慧化的海上能源互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)，探索清潔零碳、安全高效的海上能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施路徑。