[实用新型]用于光伏电站调峰调频的飞轮-制氢-燃料电池发电系统

说明书

本实用新型公开了一种用于光伏电站调峰调频的飞轮‑制氢‑燃料电池发电系统，包括光伏发电系统、光伏逆变器、功率协调控制系统、电解制氢系统、电网、飞轮储能系统、储氧罐、储氢罐及燃料电池；光伏发电系统经光伏逆变器与功率协调控制系统相连接，功率协调控制系统与电解制氢系统、电网及飞轮储能系统相连接，电解制氢系统的氧气出口与储氧罐相连接，电解制氢系统的氢气出口与储氢罐相连通，储氢罐的出口与燃料电池的氢气入口相连通，燃料电池的输出端与电网相连接，该系统能够有效解决光伏电站电能输出不稳定对电网造成的冲击，同时避免出现大量弃光的现象。

技术领域

本实用新型属于飞轮储能及电解水制氢混合调峰调频领域，涉及一种用于光伏电站调峰调频的飞轮-制氢-燃料电池发电系统。

背景技术

2019年全国光伏发电量达2243亿千瓦时，弃光电量46亿千瓦时。从重点区域看，光伏消纳问题主要出现在西北地区，其中西藏、新疆、甘肃弃光率分别为24.1％、7.4％、4.0％，青海受新能源装机大幅增加、负荷下降等因素影响，弃光率提高至7.2％，同比提高2.5个百分点。同时，光伏发电上网电价呈持续下降趋势，且逐步与传统上网电价趋同。

再者，由于光伏发电固有的间歇性、随机不确定性等特点，将对接入电网的安全稳定运行产生诸多不利影响，也导致对发电企业考核增加，影响发电企业受益。因此，改善接入电网的电能质量亦成为目前亟需解决的问题。飞轮储能系统具有高倍率、长寿命的优势，能够瞬间吸收能量，大功率、短时频繁充放电，可有效解决光伏电站电能频率稳定性问题。

同时，将光伏弃电用于电解水制氢，可有效消纳浪费资源，产生氢能。同时，在需要电能时，氢能可通过方式燃料电池转换为电能输送上网，实现电能存储与释放。而氢能作为新的绿色能源主力，受到了越来越广泛的关注。近两年，在新能源各行业补贴普遍退坡的情况下，氢能保持着补贴力度的持续不变。

相比于采用市电制氢，在光伏电站利用低廉的光伏弃电电解水制氢有着无可比拟的优势，不仅可以实现清洁能源生产清洁能源，有效地消纳光伏发电，可以实现两种重要新能源之间的有效结合应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于光伏电站调峰调频的飞轮-制氢-燃料电池发电系统，该系统能够有效解决光伏电站电能输出不稳定对电网造成的冲击，同时避免出现大量弃光的现象。

为达到上述目的，本实用新型所述的用于光伏电站调峰调频的飞轮-制氢-燃料电池发电系统包括光伏发电系统、光伏逆变器、功率协调控制系统、电解制氢系统、交流母线、电网、飞轮储能系统、储氧罐、储氢罐及燃料电池；

光伏发电系统、飞轮储能系统、电解水制氢系统将各自的功率信号接入功率协调控制器。

光伏发电系统经光伏逆变器接入交流母线；

交流母线经第二AC-DC变换器与飞轮储能系统的输入端相连接，飞轮储能系统经DC-AC双向变流器与交流母线的连接；

交流母线经AC-DC变流器与电解制氢系统的电源接口相连接。

电解制氢系统的氢气出口经氢气压缩机与储氢罐相连通。

电解制氢系统的氧气出口经氧气压缩机与储氧罐相连通。

燃料电池的输出端经第二DC-AC变换器与交流母线相连接。

本实用新型具有以下有益效果：