一种海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统，包括：低压母线、能量管理系统、监视系统、储能协调控制器、储能系统、制氢系统、海上风电系统以及电信号采集装置；储能系统分别与低压母线、能量管理系统、监视系统和储能协调控制器连接，制氢系统分别与低压母线和储能协调控制器连接，储能协调控制器分别与海上风电系统、能量管理系统、监视系统连接、电信号采集装置和并网点连接。本实用新型专利技术通过对各系统进行数据采集可实现能量管理、调度和控制，并进行安全保护控制，解决海上风电随机性和波动性对制氢系统的影响，可适用于大规模海上风电并网的消纳方案，实施性强。实施性强。实施性强。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统


[0001]本技术涉及新能源发电及制氢领域，更具体地说，涉及一种海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统。

技术介绍

[0002]海上风电是可再生能源中最具规模化发展潜力的能源之一。对于海岸线长、海域面积辽阔、海上风资源丰富的地域，可开发海上风电规模巨大。大力发展海风风电可促进能源结构调整，减少环境污染。
[0003]随着海上风电快速发展，海上风电的消纳问题日益突出，局部区域海上风电集中大规模开发至装机容量占电网比例较大时，会对电网电能质量、频率和电压的稳定性、安全性造成不良影响。通过水电解实现海上风电制氢，可解决风电资源大规模消纳的问题。
[0004]由于海上风电的波动性和随机性，其输出功率(电流)波动将对电解水制氢带来挑战。为了确保制氢支路电流无波动或波动在允许范围内，增加电储能是一个可行的解决方案。电储能跟踪负荷变化能力强，响应速度快，控制精确，且具有双向调节能力和平滑功率的双重功效，是制氢过程中的关键调节电源。
[0005]制氢及储能系统有大量的数据需要采集、处理、存储和显示，并用于录像带保护控制。系统数据采集主要包括制氢系统、储能系统以及辅助设备等数据，其中，储能系统包括电池状态、储能变流器(PCS)数据、故障代码等数据，制氢系统包括制氢装置交流侧并网数据、产氢量、电解槽电压、电解槽电流等，其他数据主要包括并网点电压、电流、功率等。
[0006]安全保护控制系统主要包括制氢子系统安全保护、储能子系统安全保护等。
[0007]现有方案中，主要是为有效解决偏远岛屿微电网供能的难题，对于系数的数据采集和安全控制并无具体方案，无法适用于大规模海上风电并网的消纳方案，可实施性低。

技术实现思路

[0008]本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统。
[0009]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统，包括：低压母线、能量管理系统、监视系统、储能协调控制器、储能系统、制氢系统、海上风电系统以及电信号采集装置；
[0010]所述储能系统分别与所述低压母线、所述能量管理系统、所述监视系统和所述储能协调控制器连接，所述制氢系统分别与所述低压母线和所述储能协调控制器连接，所述储能协调控制器分别与所述海上风电系统、所述能量管理系统、所述监视系统连接、所述电信号采集装置和并网点连接；
[0011]所述能量管理系统和所述监视系统通过所述储能协调控制器接收所述储能系统的储能信息、所述制氢系统的制氢信息、所述海上风电系统的风电信息以及所述并网点的并网信息；所述储能协调控制器对所述储能系统的数据、所述海上风电系统的数据、所述制
氢系统的数据以及所述电信号采集装置采集的数据进行采集和处理分析，并根据分别对所述储能系统、所述海上风电系统和所述制氢系统进行保护控制。
[0012]在本技术所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统中，还包括：开关装置和辅助设备；
[0013]所述开关装置与所述储能协调控制器连接，所述辅助设备与所述开关装置和所述低压母线连接；
[0014]所述开关装置根据所述储能协调控制器的控制导通或者断开，以控制所述储能系统、所述制氢系统和所述辅助设备的工作。
[0015]在本技术所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统中，所述电信号采集装置包括：第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器和电能计量表；
[0016]所述开关装置包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关；
[0017]所述第二开关的第二端与所述低压母线连接，所述第二开关的控制端与所述储能协调控制器连接，所述第二开关的第一端依次经过所述第一开关、所述第一传感器和所述电能计量表至电网，所述第一开关的控制端与所述储能协调控制器连接，所述第一传感器和所述电能计量表的信号输出端与所述储能协调控制器连接；
[0018]所述第二传感器的第一端与所述低压母线连接，所述第二传感器的第二端连接所述第三开关的第一端，所述第三开关的控制端和所述第二传感器的信号输出端与所述储能协调控制器连接；
[0019]所述第三传感器的第一端与所述低压母线连接，所述第三传感器的第二端连接所述第四开关的第一端，所述第四开关的控制端和所述第三传感器的信号输出端与所述储能协调控制器连接，所述第四开关的第二端连接所述制氢系统；
[0020]所述第四传感器的第一端与所述低压母线连接，所述第四传感器的第二端连接所述第五开关的第一端，所述第五开关的控制端和所述第四传感器的信号输出端与所述储能协调控制器连接，所述第五开关的第二端连接所述辅助设备。
[0021]在本技术所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统中，所述储能系统包括：储能变流器、电池管理系统以及储能电池；
[0022]所述储能变流器的第一端连接所述第三开关的第二端，所述储能变流器的第二端连接所述电池管理系统的第一端，所述储能变流器的第三端连接所述储能协调控制器，所述电池管理系统的第二端连接所述储能电池，所述电池管理系统的数据输出端连接所述能量管理系统和所述监视系统。
[0023]在本技术所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统中，还包括：消防系统；
[0024]所述消防系统通过RS485通讯线与所述电池管理系统连接。
[0025]在本技术所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统中，还包括：转接设备；
[0026]所述转接设备分别与所述能量管理系统、所述储能协调控制器、所述电池管理系统和所述监视系统连接，用于完成所述能量管理系统、所述储能协调控制器、所述电池管理系统和所述监视系统之间的数据交互。
[0027]在本技术所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统中，所述转接
设备包括：交换机和通信管理机；
[0028]所述交换机分别与所述电池管理系统、所述储能协调控制器和所述监视系统通信，所述交换机还通过所述通信管理机与所述能量管理系统通信。
[0029]在本技术所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统中，所述储能系统包括：所述电池管理系统的安全保护，所述储能变流器的安全保护，集装箱的安全保护；
[0030]所述电池管理系统的安全保护包括：所述电池管理系统实时监测所述储能电池的电池信息并在所述储能电池故障或者异常时，启动限半功率
‑
限零功率
‑
故障切除的安全保护；
[0031]所述储能变流器的安全保护包括：所述储能变流器实时监测自身的工作状态、所述储能电池和交流电网的状态，并在监测到故障或者异常时，停止工作并输出报警信号；
[0032]集装箱的安全保护包括：热管理保护、安全监测和预警保护、消防安全保护以及灭火保护。
[0033]在本技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统，其特征在于，包括：低压母线、能量管理系统、监视系统、储能协调控制器、储能系统、制氢系统、海上风电系统以及电信号采集装置；所述储能系统分别与所述低压母线、所述能量管理系统、所述监视系统和所述储能协调控制器连接，所述制氢系统分别与所述低压母线和所述储能协调控制器连接，所述储能协调控制器分别与所述海上风电系统、所述能量管理系统、所述监视系统连接、所述电信号采集装置和并网点连接；所述能量管理系统和所述监视系统通过所述储能协调控制器接收所述储能系统的储能信息、所述制氢系统的制氢信息、所述海上风电系统的风电信息以及所述并网点的并网信息；所述储能协调控制器对所述储能系统的数据、所述海上风电系统的数据、所述制氢系统的数据以及所述电信号采集装置采集的数据进行采集和处理分析，并根据分别对所述储能系统、所述海上风电系统和所述制氢系统进行保护控制。2.根据权利要求1所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统，其特征在于，还包括：开关装置和辅助设备；所述开关装置与所述储能协调控制器连接，所述辅助设备与所述开关装置和所述低压母线连接；所述开关装置根据所述储能协调控制器的控制导通或者断开，以控制所述储能系统、所述制氢系统和所述辅助设备的工作。3.根据权利要求2所述的海上风电制氢及储能系统监测与安全控制系统，其特征在于，所述电信号采集装置包括：第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器和电能计量表；所述开关装置包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关；所述第二开关的第二端与所述低压母线连接，所述第二开关的控制端与所述储能协调控制器连接，所述第二开关的第一端依次经过所述第一开关、所述第一传感器和所述电能计量表至电网，所述第一开关的控制端与所述储能协调控制器连接，所述第一传感器和所述电能计量表的信号输出端与所述储能协调控制器连接；所述第二传感器的第一端与所述低压母线连接，所述第二传感器的第二端连接所述第三开关的第一端，所述第三开关的控制端和所述第二传感器的信号输出端与所述储能协调控制器连接；所述第三传感器的第一端与所述低压母线连接，所述第三传感器的第二端连接所述第四开关的第一端，所述第四开关的控制端和所述第三传感器的信号输出端与所述储能协调控制器连接，所述第四开关的第二端连接所述制氢系统；所述第四传感器的第一端与所述低压母线连接，所述第四传感器的第二端连接所述第五开关的第一端，所述第五开关的控制端和所述第四传感器的信号输出端与所述储能协调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：方勇，李光达，吕杰，史觊，叶小斌，江才俊，何伟男，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司，
类型：新型
国别省市：