[发明专利]一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法

权利要求书

1.一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法，其特征在于，所述基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统，包括：

用于提供能源供电的发电单元、用于储蓄能源的储能单元和用于海上孤岛消耗能源的负荷单元；

其中，所述发电单元包括氢燃料电池，所述储能单元包括电解制氢系统压缩氢气模块，所述负荷单元包括电解制氢系统成套装置、综合能量管理系统和储氢系统用电模块；

所述发电单元还包括光伏发电系统、波浪能发电机组、风力发电机组和潮汐发电机组；所述光伏发电系统配置分布在岛上建筑屋顶及岛上开阔的地域, 所述波浪能发电机组装设在岛周围海域, 所述风力发电机组布置在近海滩涂、岛上高海拔山顶，以及所述潮汐发电机组设置在海边高海拔山谷处；所述负荷单元还包括外网负载；

所述发电单元为所述负荷单元提供能源供电，所述负荷单元中的电解制氢系统成套装置分解海上孤岛的水资源得到大量氢气，并储存在所述电解制氢系统压缩氢气模块中，储存的氢气通过所述氢燃料电池供给孤岛上交通工具使用，并同时不断地给孤岛上电网供电，通过氢燃料电池产生的淡水经过水处理后供应给孤岛上用水；

所述储能单元还包括锂电池组，所述综合能量管理系统将多余的能量资源分配出给所述锂电池组，并通过所述锂电池组进行能源储存；

所述控制方法包括：

接通外部电网投入光伏发电系统，光伏发出的电能供给锂电池浮充电，通过锂电池模块快速响应综合能源系统中的负荷变化；

光伏发出的电能和锂电池储能共同供给电解海水制氢系统，电解海水制得的氢气通过储氢系统的氢气压缩机压缩以后储存在氢气储罐中；

判断氢气储罐中压力到达设定值时，氢气储罐中储存的压缩氢气供给氢燃料电池发电；

投入压缩空气系统，通过空压机压缩的空气储存在空气储罐中；判断空气储罐压力到达设定值后，退出压缩空气系统；

根据气候和天气条件判断投入波浪发电机组、风力发电机组、潮汐发电机组，接通外部负荷。

2.如权利要求1所述的基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法，其特征在于，在所述接通外部电网投入光伏发电系统之后，还包括：投入能量管理系统，由所述能量管理系统自动根据逻辑判断进行投切各发电单元、负荷单元和储能单元。

3.如权利要求1所述的基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法，其特征在于，还包括，当判断需要执行黑启动时，执行如下逻辑操作：

接通交直流母线投入锂电池组给综合能源系统提供启动电能；

控制氢气储罐中储存的压缩氢气供给氢燃料电池发电；

控制空气储罐中储存的压缩空气通过膨胀机发电；

投入光伏发电系统，根据气候和天气条件投入波浪发电机组、风力发电机组、潮汐发电机组；

控制综合能源系统供电给电解海水制氢系统，电解海水制得的氢气通过储氢系统的氢气压缩机压缩补充给氢气储罐；

投入压缩空气系统，为空气储罐补充压缩空气；判断空气储罐压力到达设定值后，退出压缩空气系统；

接通外部负荷。

4.如权利要求3所述的基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法，其特征在于，在所述接通交直流母线投入锂电池组给综合能源系统提供启动电能之后，还包括：投入能量管理系统，由所述能量管理系统自动根据逻辑判断进行投切各发电单元、负荷单元和储能单元。