【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于能源領(lǐng)域，具體涉及一種awe電解槽-超級電容協(xié)同控制方法。
技術(shù)介紹
1、氫能是一種潔凈、高效的二次能源，氫能的熱值高、儲量豐富、來源多樣、應(yīng)用廣泛、利用形式多，目前被全世界各國普遍認(rèn)為是最具潛力的清潔能源載體。目前電解槽主要的電解水制氫技術(shù)有這三種——堿性電解水(alkaline?water?electrolysis，awe)、質(zhì)子交換膜電解水(proton?exchange?membrane?water?electrolysis，pemwe))和固體氧化物電解池(solid?oxide?electrolyzer?cells，soec)。soec具有最高的電解效率(>90％)，但存在材料降解快、使用壽命短、制造成本等局限性。pemwe的效率為65％～82％，結(jié)構(gòu)相對緊湊，動態(tài)響應(yīng)快，但需要昂貴的催化劑(如貴金屬材料pt和ir)，效率(>90％)，但存在材料降解快、使用壽命短、制造成本等局限性。pemwe的效率為65％～82％，結(jié)構(gòu)相對緊湊，動態(tài)響應(yīng)快，但需要昂貴的催化劑(如貴金屬材料pt和ir)，awe技術(shù)是其中最早和最成熟的技術(shù)，不需要貴金屬作為催化劑，效率適中(59-70％)，結(jié)構(gòu)簡單，在水電解領(lǐng)域的市場占有率最高，其啟動時間過長，瞬態(tài)響應(yīng)太慢，無法適應(yīng)可再生能源的波動和間歇性特點。考慮到系統(tǒng)規(guī)模、耐用性和資本成本，awe是目前最適合商用的選擇。然而風(fēng)光電源等“綠電”具有強(qiáng)波動性和隨機(jī)性，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電解槽的壽命都會產(chǎn)生不利影響。首先，風(fēng)光電源等“綠電”的強(qiáng)隨機(jī)性波動電源在接入電網(wǎng)時會對電
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種awe電解槽-超級電容協(xié)同控制方法。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、一種awe電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，所述方法包括：
4、將電解槽的功率劃分為不同檔位；
5、在風(fēng)電功率波動時，通過調(diào)整超級電容的工作狀態(tài)來滿足電解槽在不同負(fù)荷情況下的能源需求。
6、進(jìn)一步地，所述電解槽的功率包括分為三種擋位：額定功率擋位pe、中等功率擋位pm、低等級功率擋位pl。
7、進(jìn)一步地，所述中等功率擋位pm和所述低等級功率擋位pl是根據(jù)風(fēng)電功率和超級電容容量來設(shè)定的。
8、進(jìn)一步地，所述不同負(fù)荷包括超高負(fù)荷、高負(fù)荷、中負(fù)荷、低負(fù)荷、超低負(fù)荷和其他負(fù)荷六種情況。
9、進(jìn)一步地，當(dāng)電解槽處于超高負(fù)荷時，滿足以下條件：
10、pg＞ph+p
11、此時，超級電容運行，超級電容的吸收功率為超級帶電容的極限功率，，電解槽實際功率為：
12、pel＝pg-p
13、其中，pel為電解槽的實際運行功率，pg為風(fēng)電功率，p為超級電容的能夠吸收/補(bǔ)償?shù)臉O限功率。
14、進(jìn)一步地，當(dāng)電解槽處于高負(fù)荷時，滿足以下條件：
15、ph-p＜pg＜ph+p
16、此時，風(fēng)機(jī)功率在電解槽-超級電容系統(tǒng)額定功率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，電解槽在超級電容的吸收/補(bǔ)償?shù)淖饔孟拢€(wěn)定的在高功率工況下運行，電解槽的實際運行功率為：
17、pel＝ph
18、其中，pel為電解槽的實際運行功率，pg為風(fēng)電功率，p為超級電容的能夠吸收/補(bǔ)償?shù)臉O限功率。
19、進(jìn)一步地，當(dāng)電解槽處于中負(fù)荷時，滿足以下條件：
20、pm-p＜p＜pm+p
21、此時，風(fēng)機(jī)功率在電解槽-超級電容系統(tǒng)m級別功率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，電解槽在超級電容的吸收/補(bǔ)償?shù)淖饔孟拢€(wěn)定的在m級別功率的工況下運行，電解槽的實際運行功率為：
22、pel＝pm
23、其中，pel為電解槽的實際運行功率，pg為風(fēng)電功率，p為超級電容的能夠吸收/補(bǔ)償?shù)臉O限功率，pm為電解槽的中等功率檔位。
24、進(jìn)一步地，當(dāng)電解槽處于低負(fù)荷時，滿足以下條件：
25、pl-p＜pg＜pl+p
26、此時，風(fēng)機(jī)功率在電解槽-超級電容系統(tǒng)l級別功率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，電解槽在超級電容的吸收/補(bǔ)償?shù)淖饔孟拢€(wěn)定的在l級別功率的工況下運行，電解槽的實際運行功率為：
27、pel＝pl
28、其中，pel為電解槽的實際運行功率，pg為風(fēng)電功率，p為超級電容的能夠吸收/補(bǔ)償?shù)臉O限功率，pl為電解槽的低等功率檔位。
29、進(jìn)一步地，當(dāng)電解槽處于超低負(fù)荷時，滿足以下條件：
30、pg＜pl-p
31、此時，因為超級電容的容量限制不能補(bǔ)償電解槽以pl功率運行，電解槽以風(fēng)力功率加超級電容的補(bǔ)償功率運行，電解槽的實際運行功率為：
32、pel＝pg+p
33、其中，pel為電解槽的實際運行功率，pg為風(fēng)電功率，p為超級電容的能夠吸收/補(bǔ)償?shù)臉O限功率，pl為電解槽的低等功率檔位。
34、進(jìn)一步地，電解槽處于其他負(fù)荷時，滿足以下條件：
35、電解槽的實際運行功率為風(fēng)電功率，
36、pel＝pg
37、其中，pel為電解槽的實際運行功率，pg為風(fēng)電功率。
38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：
39、本專利技術(shù)將將電解槽的運行功率分級后，超級電容服務(wù)于不同功率等級的電解槽，有利于電解槽的平穩(wěn)運行，提高電解槽的制氫效率。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，所述電解槽的功率包括分為三種擋位：額定功率擋位Pe、中等功率擋位Pm、低等級功率擋位Pl。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，所述中等功率擋位Pm和所述低等級功率擋位Pl是根據(jù)風(fēng)電功率和超級電容容量來設(shè)定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，所述不同負(fù)荷包括超高負(fù)荷、高負(fù)荷、中負(fù)荷、低負(fù)荷、超低負(fù)荷和其他負(fù)荷六種情況。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，當(dāng)電解槽處于超高負(fù)荷時，滿足以下條件：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，當(dāng)電解槽處于高負(fù)荷時，滿足以下條件：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，當(dāng)電解槽處于中負(fù)荷時，滿足以下條件：
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AWE電解
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，當(dāng)電解槽處于超低負(fù)荷時，滿足以下條件：
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AWE電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，電解槽處于其他負(fù)荷時，滿足以下條件：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種awe電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的awe電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，所述電解槽的功率包括分為三種擋位：額定功率擋位pe、中等功率擋位pm、低等級功率擋位pl。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的awe電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，所述中等功率擋位pm和所述低等級功率擋位pl是根據(jù)風(fēng)電功率和超級電容容量來設(shè)定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的awe電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征在于，所述不同負(fù)荷包括超高負(fù)荷、高負(fù)荷、中負(fù)荷、低負(fù)荷、超低負(fù)荷和其他負(fù)荷六種情況。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的awe電解槽-超級電容協(xié)同控制方法，其特征...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程友良，葛嘉璐，樊小朝，史瑞靜，
申請(專利權(quán))人：華北電力大學(xué)保定，
類型：發(fā)明
國別省市：
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