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一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)及其測試方法和裝置與流程

文檔序號:11851586閱讀:413來源:國知局
一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)及其測試方法和裝置與流程

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電領(lǐng)域,具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)及其測試方法和裝置。



背景技術(shù):

隨著化石能源的日漸枯竭以及環(huán)境問題的日益突出,世界各國都加緊了對新能源的開發(fā)與利用。如光能、風(fēng)能等自然能源均可作為發(fā)電能源,例如現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機即可將自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能,但此類自然能源波動性較大,其轉(zhuǎn)換的電能無法直接并網(wǎng)運行,而需要對其進行儲能處理。

現(xiàn)有的自然能源發(fā)電系統(tǒng)的儲能方式效率較低,由此導(dǎo)致對自然能源的利用率較低。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有的自然能源發(fā)電系統(tǒng)對自然能源的利用率較低的問題。

有鑒于此,本發(fā)明實施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng),包括:風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng),用于利用風(fēng)能輸出電能;制氫子系統(tǒng),用于利用所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)輸出的電能制氫氣;儲氫子系統(tǒng),用于儲存所述制氫子系統(tǒng)輸出的氫氣,并以可調(diào)流量輸出氫氣;氫發(fā)電子系統(tǒng),用于利用所述儲氫子系統(tǒng)輸出的氫氣發(fā)電。

本發(fā)明實施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試方法,包括:根據(jù)風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型參數(shù)及環(huán)境仿真參數(shù)確定風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù);根據(jù)所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)及制氫子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)確定制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù);根據(jù)儲氫子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)與所述制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù)確定所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫性能數(shù)據(jù);根據(jù)所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫性能數(shù)據(jù)以及氫發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)確定氫發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型的性能數(shù)據(jù)。

相應(yīng)地,本發(fā)明的另一個實施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試裝置,包括:風(fēng)力發(fā)電測試模塊,用于根據(jù)風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型參數(shù)及環(huán)境仿真參數(shù)確定風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù);制氫測試模塊,用于根據(jù)所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)及制氫子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)確定制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù);儲氫測試模塊,用于根據(jù)儲氫子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)與所述制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù)確定所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫性能數(shù)據(jù);氫發(fā)電測試模塊,用于根據(jù)所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫性能數(shù)據(jù)以及氫發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)確定氫發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型的性能數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng),利用風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)可以將自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能,其制氫子系統(tǒng)可以利用風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)輸出的電能制氫氣,其儲氫子系統(tǒng)可以儲存氫氣,并以穩(wěn)定可控的速率輸出氫氣,最后氫發(fā)電子系統(tǒng)利用儲氫子系統(tǒng)輸出的氫氣進行發(fā)電,由此本系統(tǒng)將氫氣作為能源載體,將不穩(wěn)定的自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電能,由此提高了自然能源的利用率。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試方法及裝置,利用基于風(fēng)力永磁發(fā)電系統(tǒng)的氫儲能子系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,在調(diào)試與參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,利用軟件平臺建立氫儲能系統(tǒng)仿真平臺,實現(xiàn)氫儲能系統(tǒng)在不同應(yīng)用場景下的多目標(biāo)仿真操作,為各子系統(tǒng)的設(shè)備選型、氫儲能系統(tǒng)工程設(shè)計與優(yōu)化提供指導(dǎo)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的一個實施例中提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實施例中的風(fēng)力隨時間變化示意圖;

圖3為本發(fā)明的一個實施中的氫發(fā)電子系統(tǒng)的輸出電壓隨時間變化的示意圖;

圖4為本發(fā)明的一個實施例提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試方法的流程圖;

圖5為本發(fā)明的一個實施例提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試裝置的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,還可以是兩個元件內(nèi)部的連通,可以是無線連接,也可以是有線連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外,下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

本發(fā)明實施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng),如圖1所示,該系統(tǒng)包括:風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)11、制氫子系統(tǒng)12、儲氫子系統(tǒng)13和氫發(fā)電子系統(tǒng)14,其中,

風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)11用于利用風(fēng)能輸出電能,該風(fēng)機中機械能通過永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能,根據(jù)貝茲理論,可以得知風(fēng)力機組的輸出功率受風(fēng)速、槳距角和葉尖速比的影響,其中槳距角和葉尖速比等硬件參數(shù)是固定的,而自然環(huán)境中的風(fēng)速是波動的。圖2是某時間段風(fēng)速隨時間變化的過程示意圖,如圖2所示風(fēng)速隨機波動性較大,由此風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)輸出的電能無法作為高質(zhì)量電能直接并網(wǎng)運行。

制氫子系統(tǒng)12用于利用所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)11輸出的電能制氫氣,具體可以依照水電解制氫的原理,電解水制氫過程即是氫氣和氧氣燃燒生成水的逆過程,制氫子系統(tǒng)的電解池是由電極、電解質(zhì)、隔膜以及電解槽等組成的。由于風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)11的電能輸出過程波動性較大,因此制氫子系統(tǒng)12的制氫過程也將受到影響。

儲氫子系統(tǒng)13用于儲存所述制氫子系統(tǒng)12輸出的氫氣,并以可調(diào)流量輸出氫氣。該子系統(tǒng)包括用于壓縮氫氣的壓縮機以及儲氫罐等部件,其輸出量可以通過儲氫罐的輸出口進行設(shè)定。儲氫子系統(tǒng)13起到儲能作用,首先將制氫子系統(tǒng)12波動性輸出的氫氣進行儲存,然后以穩(wěn)定的流速輸出氫氣。

氫發(fā)電子系統(tǒng)14用于利用所述儲氫子系統(tǒng)13輸出的氫氣發(fā)電。圖3為擬合獲得的最終燃料電池輸出電壓隨時間變化關(guān)系示意圖,由于儲氫子系統(tǒng)13的氫氣輸出穩(wěn)定且是可控的,因此氫發(fā)電子系統(tǒng)的電能輸出過程是穩(wěn)定的。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng),利用風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)可以將自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能,其制氫子系統(tǒng)可以利用風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)輸出的電能制氫氣,其儲氫子系統(tǒng)可以儲存氫氣,并以穩(wěn)定可控的速率輸出氫氣,最后氫發(fā)電子系統(tǒng)利用儲氫子系統(tǒng)輸出的氫氣進行發(fā)電,由此本系統(tǒng)將氫氣作為能源載體,將不穩(wěn)定的自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電能,由此提高了自然能源的利用率。

本發(fā)明的另一個實施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試方法,該方法通過建立上述實施例中的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型來測試整個系統(tǒng)的性能,該模型的適用平臺包括Matlab、Fluent、Aspen等仿真模擬軟件,但不局限于此,包含業(yè)內(nèi)所知其它具有相近功能的仿真模擬軟件。

該模型主要包含風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)統(tǒng)模型、制氫子系統(tǒng)模型、儲氫子系統(tǒng)模型、氫發(fā)電子系統(tǒng)模型以及相關(guān)輔助逆變,控制分系統(tǒng)模塊輔助模型等部分。

如圖4所示,本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試方法包括如下步驟:

S1,根據(jù)風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型參數(shù)及環(huán)境仿真參數(shù)確定風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù);

作為一個優(yōu)選的實施方式,S1具體可以包括:

S11,根據(jù)給定的風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)中的風(fēng)電機組硬件參數(shù)及風(fēng)力參數(shù),確定風(fēng)電機組的輸出功率;

風(fēng)力永磁子系統(tǒng)模型中,根據(jù)貝茲理論,我們知道風(fēng)力機組的輸出功率受風(fēng)速、槳距角和葉尖速比的影響。風(fēng)電機組輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系如下式所示:

<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <msub> <mi>C</mi> <mi>p</mi> </msub> <msubsup> <mi>&rho;&pi;r</mi> <mi>l</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <msub> <mi>&pi;r</mi> <mi>l</mi> </msub> <mi>n</mi> </mrow> <mrow> <mn>60</mn> <mi>v</mi> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>&rho;&pi;r</mi> <mi>l</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&lambda;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>&rho;&pi;r</mi> <mi>l</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>,</mo> </mrow>

其中ρ=1.205Kg/m3為空氣密度(1個大氣壓20℃時),r1為風(fēng)力機回轉(zhuǎn)半徑,v為風(fēng)速,n為風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)速,λ是風(fēng)力機葉尖線速度與風(fēng)速的比值,叫葉尖速比,Cp為風(fēng)能利用系數(shù)。

<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&lambda;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>C</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msub> <mi>&lambda;</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <msub> <mi>C</mi> <mn>3</mn> </msub> <mi>&beta;</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>C</mi> <mn>4</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>c</mi> <mn>5</mn> </msub> <mi>&lambda;</mi> </mfrac> </mrow> </msup> <mo>+</mo> <msub> <mi>C</mi> <mn>6</mn> </msub> <mi>&lambda;</mi> <mo>,</mo> </mrow>

其中β為風(fēng)力機葉片的攻角,c1,c2,c3,c4和c5是由風(fēng)力機結(jié)構(gòu)決定的常數(shù),在本實施例中取值為c1=0.5176,c2=116,c3=0.4,c4=5,c5=21。

S12,根據(jù)給定的風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)中的發(fā)電機硬件參數(shù),確定發(fā)電機的輸出功率。

機械能通過永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能,根據(jù)電機學(xué)知識,發(fā)電機的感應(yīng)電動勢與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速成正比,即由于存在發(fā)電機內(nèi)阻抗并且對于轉(zhuǎn)速較低的小型永磁風(fēng)力發(fā)電機來說,內(nèi)阻抗主要表現(xiàn)為繞組的電阻為發(fā)電機的相電壓如果忽略整流電路的損耗,則整流后的電壓則發(fā)電機給蓄電池充電的電流又根據(jù)電力電子知識知道所以發(fā)電機的輸出功率為:

所以當(dāng)負(fù)載電阻不變時,發(fā)電機的輸出電壓近似于發(fā)電機的轉(zhuǎn)速成正比,從而獲得給予制氫子系統(tǒng)模型的相關(guān)電流功率等相關(guān)仿真參數(shù)進行下一步的計算與模擬。

S2,根據(jù)所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)及制氫子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)確定制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù);

作為一個優(yōu)選的實施方式,S2具體可以包括:

S21,根據(jù)給定的電解參數(shù)及所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù),確定制氫子系統(tǒng)電解過程中的電壓;

制氫子系統(tǒng)模型中,依照水電解制氫原理,電解水制氫過程的原理很簡單,是氫氣和氧氣燃燒生成水的逆過程。電解水制氫的電解池是由電極、電解質(zhì)、隔膜以及電解槽所組成。電解過程中電壓、電流與溫度關(guān)系由以下方程獲得:

Vel=E+Velact+Vel,ohm

<mrow> <mi>E</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>E</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>RT</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>F</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&lsqb;</mo> <mi>l</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>P</mi> <msub> <mi>H</mi> <mn>2</mn> </msub> </msub> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <msub> <mi>O</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </msub> </mrow> <msub> <mi>a</mi> <mrow> <msub> <mi>H</mi> <mn>2</mn> </msub> <mi>O</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> <mo>,</mo> </mrow>

上式表示一定溫度下電池的可逆電動勢與參加反應(yīng)的各組分的活度之間的關(guān)系。凡是標(biāo)準(zhǔn)電動勢,R是氣體常數(shù),Tel是電池溫度,aH2O。是陽極和電解質(zhì)之間的水活度,這里為1。標(biāo)準(zhǔn)電壓E0可以表示為:

<mrow> <msub> <mi>E</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&Delta;G</mi> <mi>f</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>F</mi> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>

其中△Gf電化學(xué)反應(yīng)過程的Gibbs自由能變。

<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mo>,</mo> <mi>a</mi> <mi>c</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>RT</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&alpha;</mi> <mi>F</mi> </mrow> </mfrac> <mi>ln</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <msub> <mi>i</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>

上式中α是傳遞系數(shù),i是電流密度(為風(fēng)力發(fā)電單元IL),i0是交換電流密度。

Vel,ohm=iRel,ohm,

其中,Rel,ohm表示膜電阻,可表示為:式中σ是膜的傳導(dǎo)率,它是膜的水含量和電解槽溫度的函數(shù),可表示為:

<mrow> <msub> <mi>&sigma;</mi> <mi>m</mi> </msub> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>0.00514</mn> <msub> <mi>&lambda;</mi> <mi>m</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>0.00326</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&times;</mo> <mi>exp</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1268</mn> <mo>(</mo> <mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>303</mn> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>.</mo> </mrow>

S22,根據(jù)給定的電解參數(shù)及所述所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù),確定制氫子系統(tǒng)的制氫量。

具體地,電流、效率及制氫量關(guān)系如下:

<mrow> <msub> <mi>&eta;</mi> <mi>F</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> <mi>A</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> <mi>A</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mfrac> <msub> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>,</mo> </mrow>

<mrow> <msub> <mover> <mi>n</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <msub> <mi>H</mi> <mn>2</mn> </msub> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>&eta;</mi> <mi>F</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>c</mi> </msub> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mi>z</mi> <mi>F</mi> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>

其中是氫氣摩爾流率,nc是每個電解槽堆的串聯(lián)電池數(shù)量,F(xiàn)是法拉第常數(shù),z為每個反應(yīng)所轉(zhuǎn)移的電子數(shù),f1,f2亦為不同電解槽特征的參數(shù)。

依照上述關(guān)系式,獲得制氫子系統(tǒng)模型效率以及氫氣流量。從而獲得給予儲氫子系統(tǒng)模型的相關(guān)氫氣流量與壓力等相關(guān)仿真參數(shù)進行下一步的計算與模擬。

S3,根據(jù)儲氫子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)與所述制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù)確定所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫性能數(shù)據(jù);

作為一個優(yōu)選的實施方式,S3具體可以包括:

S31,根據(jù)所述制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù),確定所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的氫氣輸入壓力數(shù)據(jù);

S32,根據(jù)所述氫氣輸入壓力數(shù)據(jù)及給定的氫氣回收壓力數(shù)據(jù),確定所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫壓力數(shù)據(jù)。

具體地,儲氫子系統(tǒng)模型中,通過制氫系統(tǒng)獲得氫氣流量參數(shù)進行模擬△P1輸入生成氫氣致儲罐壓力增加量,Pa,儲氫罐壓力可按以下關(guān)系求得,如下:

Pg=P+ΔP1+ΔP2-ΔP3,

式中P一一儲罐原有氫氣壓力,Pa,一般為大氣壓;△P1輸入生成氫氣致儲罐壓力增加量,Pa;△P2回收出口氫氣致儲罐壓力增加量,Pa;△P3—輸出氫氣致儲罐的壓力減少量,Pa,未放氣時為0。

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控制儲氫系統(tǒng)體積與流量,即可穩(wěn)定控制氫發(fā)電子系統(tǒng)模型效率與功率輸出。

S4,根據(jù)所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫性能數(shù)據(jù)以及氫發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)確定氫發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型的性能數(shù)據(jù)。氫發(fā)電子系統(tǒng)中,需控制各時間段氫氣流量對于電流及工作溫度影響,以及電壓及效率變化,即可通過以上數(shù)據(jù)獲得相應(yīng)的輸出電壓、輸出電流。輸出功率等模擬結(jié)果,從而對實際的系統(tǒng)進行預(yù)測整合,并進行下一步的優(yōu)化與調(diào)試。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試方法,利用基于風(fēng)力永磁發(fā)電系統(tǒng)的氫儲能子系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,在調(diào)試與參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,利用軟件平臺建立氫儲能系統(tǒng)仿真平臺,實現(xiàn)氫儲能系統(tǒng)在不同應(yīng)用場景下的多目標(biāo)仿真操作,為各子系統(tǒng)的設(shè)備選型、氫儲能系統(tǒng)工程設(shè)計與優(yōu)化提供指導(dǎo)。

本發(fā)明的另一個實施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試裝置,如圖5所示包括:

風(fēng)力發(fā)電測試模塊51,用于根據(jù)風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型參數(shù)及環(huán)境仿真參數(shù)確定風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù);

制氫測試模塊52,用于根據(jù)所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)及制氫子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)確定制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù);

儲氫測試模塊53,用于根據(jù)儲氫子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)與所述制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù)確定所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫性能數(shù)據(jù);

氫發(fā)電測試模塊54,用于根據(jù)所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫性能數(shù)據(jù)以及氫發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型的參數(shù)確定氫發(fā)電子系統(tǒng)仿真模型的性能數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電耦合氫儲能發(fā)電系統(tǒng)性能測試裝置,利用基于風(fēng)力永磁發(fā)電系統(tǒng)的氫儲能子系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,在調(diào)試與參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,利用軟件平臺建立氫儲能系統(tǒng)仿真平臺,實現(xiàn)氫儲能系統(tǒng)在不同應(yīng)用場景下的多目標(biāo)仿真操作,為各子系統(tǒng)的設(shè)備選型、氫儲能系統(tǒng)工程設(shè)計與優(yōu)化提供指導(dǎo)。

優(yōu)選地,所述風(fēng)力發(fā)電測試模塊包括:

風(fēng)電機組功率測試模塊,用于根據(jù)給定的風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)中的風(fēng)電機組硬件參數(shù)及風(fēng)力參數(shù),確定風(fēng)電機組的輸出功率;

發(fā)電機功率測試模塊,用于根據(jù)給定的風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)中的發(fā)電機硬件參數(shù),確定發(fā)電機的輸出功率。

優(yōu)選地,所述制氫測試模塊包括:

電解電壓測試模塊,用于根據(jù)給定的電解參數(shù)及所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù),確定制氫子系統(tǒng)電解過程中的電壓;

制氫量測試模塊,用于根據(jù)給定的電解參數(shù)及所述風(fēng)力永磁發(fā)電子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù),確定制氫子系統(tǒng)的制氫量。

優(yōu)選地,所述儲氫測試模塊包括:

輸入氫氣測試模塊,用于根據(jù)所述制氫子系統(tǒng)的制氫性能數(shù)據(jù),確定所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的氫氣輸入壓力數(shù)據(jù);

壓力測試模塊,用于根據(jù)所述氫氣輸入壓力數(shù)據(jù)及給定的氫氣回收壓力數(shù)據(jù),確定所述儲氫子系統(tǒng)仿真模型的儲氫壓力數(shù)據(jù)。

顯然,上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。

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