一种光伏电能与港口供电互为补偿的方法技术

本发明专利技术实施例涉及港口供电技术领域，具体公开了一种光伏电能与港口供电互为补偿的方法。本发明专利技术实施例通过以港口区内的空间场地、浅海区、建筑物屋面作为太阳能承载点，进行太阳能光伏组件的布置和太阳能发电；以港口服务区为发电单元，分别向电网提供电源；以港口服务区为制氢单元，消纳光伏发电，制氢站存储氢气，将氢气送至就近的氢气站。从而将分布式光伏发电引入港口供电系统，利用港口码头空间场地、码头沿海边以及建筑物屋面作为太阳能承载点，在空余场地建立电站和制氢站，使得光伏电能与港口供电互为补偿，开发碳中和林、碳中和发电站和制氢站等各具特色的碳中和模式打造绿色洁净的港口供电模式，实现港口供电负荷的有弹性、可调节。可调节。可调节。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电能与港口供电互为补偿的方法


[0001]本专利技术属于港口供电
，尤其涉及一种光伏电能与港口供电互为补偿的方法。

技术介绍

[0002]港口是水陆交通的集结点和枢纽，工农业产品和外贸进出口物资的集散地，船舶停泊、装卸货物、上下旅客、补充给养的场所。从港口自身发展到港城深度融合。国内主要港口企业呈现出向航运产业链上下游延伸，港口服务从运输、装卸、仓储等基本航运服务向包括航运金融、保险、信息、载运工具经营与管理等高端航运服务转变，并与贸易、金融互动发展。港口经济由运输业向临港工业、临港工业集群和航运服务产业集群发展，港口经济与城市经济互动发展。少数港口如上海港、天津港，港口经济和城市经济深度融合，向临港工业集群和航运服务产业集群双支柱转型，成为区域经济、金融、贸易中心。多数港口仍以临港工业集群为支柱产业、航运服务产业为辅助的港口经济发展阶段，港口经济的发展以直接产业为主导、临港工业集聚为主要特征。临港工业产业集群向构建新型临港工业基地转型。沿江港口经济及临港经济产业将迎来新一轮发展机遇。从相互竞争到区域协作发展。
[0003]“双碳目标”是全球的共识与行动，可能是工业革命以来人类生产生活方式最全面而深刻的转型。它不是简单的节能减排和环境问题，给经济带来的机遇以及冲击都会远远超出人们的想象，很多方面可能会推倒重来，所以我们必须清醒地认识到它带来的冲击，有足够的心理准备，保持战略定力，从容应对。
[0004]目前全球氢气需求量约6千万吨/年，如果全部由光伏发电来生产，需要超过1500GW的光伏。未来三十年氢的年均新增需求在2000万吨以上，每年需要新增约900GW光伏装机。光伏制氢为光伏发电创造了一个新的应用场景和广阔的市场需求。到2070年，全球对氢气的需求预计将在2019年7,000万吨的基础上增长7倍，达到5.2亿吨，市场规模约为千亿美元。而每生产1公斤氢气将释放约10公斤二氧化碳，如果不能及时捕获、利用或封存生产过程中产生的二氧化碳，此类传统的制氢方法将对环境造成巨大影响。
[0005]港口是电力企业的大客户，电力企业每年向港口提供海量的电力能源，以保证港口正常运营的需要，但是同样也变相给环境带来不良影响，而发电需要燃料，燃烧燃料就会向大自然排放碳化物，排放有害物质就会污染环境，而在碳达峰碳中和目标的大背景下，港口码头作为负荷侧用户，需要改变电力负荷刚性增长方式，让负荷变得有弹性、可调节。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例的目的在于提供一种光伏电能与港口供电互为补偿的方法，旨在解决
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0008]一种光伏电能与港口供电互为补偿的方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0009]以港口区内的空间场地、浅海区、建筑物屋面作为太阳能承载点，进行太阳能光伏
组件的布置，使得多晶太阳能电池朝南成30
°
角度进行支撑布置，按照太阳能辐射量，进行相应的太阳能发电；
[0010]以港口服务区为发电单元，分别向电网提供电源，在配电室内安装一套站用电源和光伏电能切换装置，在光伏电能低于额定电压正负5％时切换装置自动将系统切换到电网系统；
[0011]以港口服务区为制氢单元，消纳光伏发电，制氢站存储氢气，采用输送管道将氢气送至就近的氢气站。
[0012]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述太阳能发电采用太阳能光伏并网发电系统，利用分块发电、集中并网方案，将系统分成5个4兆瓦的光伏并网发电单元，分别经过变压配电装置并入电网，将整个光伏并网系统接入港口服务区35KV中压交流电网进行并网发电，每个1兆瓦发电单元采用4台250KW并网逆变器，每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方阵防雷汇流箱后接入直流配电柜，经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜并入0.4KV/35KV变压配电装置。
[0013]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，多个所述多个太阳能电池阵列之间的间距不小于D：
[0014]D＝0.707H/tan〔arcsin(0.648cosΦ
‑
0.399sinΦ)〕；
[0015]其中，Φ为当地地理纬度；H为阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差。
[0016]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述太阳能光伏并网发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组成，并网光伏发电系统总效率为：
[0017]η总＝η1
×
η2
×
η3＝85％
×
95％
×
95％＝77％；
[0018]其中，光伏阵列效率η1，为光伏阵列在1000W/m2太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称功率之比；逆变器转换效率η2，为逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比；交流并网效率η3，为从逆变器输出至高压电网的传输效率。
[0019]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述太阳能辐射量的经验计算公式为：
[0020]Rβ＝S
×
[sin(α+β)/sinα]+D；
[0021]其中，Rβ为倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量；S为水平面上太阳直接辐射量；D为散射辐射量；α为中午时分的太阳高度角；β为光伏阵列倾角。
[0022]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述直流配电柜按照250KWp的直流配电单元设计，1兆瓦光伏并网单元需要4台直流配电柜，每个直流配电单元接入10路光伏方阵防雷汇流箱，20兆瓦光伏并网系统共需配置80台直流配电柜，每台直流配电柜分别接入1台并网逆变器。
[0023]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述太阳能光伏并网发电系统中选用额定容量为250KW的并网逆变器，采用32位专用DSP控制芯片，主电路采用智能功率IPM模块组装，运用电流控制型PWM有源逆变技术和高效隔离变压器。
[0024]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述并网逆变器的主电路采用拓扑结构，并网逆变电源通过三相半桥变换器，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电；所述并网逆变器输出为三相0.4KV电压，采用35KV电压并网。
[0025]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述制氢单元的制氢方式有：分散式新能源制氢；光伏电厂联网本地制氢；光伏电厂离网、场内交流制氢；光伏电厂离网、场内直流制氢方式。
[0026]作为本专利技术实施例技术方案进一步的限定，所述制氢站存储氢气，采用固体储氢。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术实施例通过以港口区内的空间场地、浅海区、建筑物屋面作为太阳能承载点，进行太阳能光伏组件的布置和太阳能发电；以港口服务区为发电单元，分别向电网提供电源；以港口服务本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏电能与港口供电互为补偿的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：以港口区内的空间场地、浅海区、建筑物屋面作为太阳能承载点，进行太阳能光伏组件的布置，使得多晶太阳能电池朝南成30
°
角度进行支撑布置，按照太阳能辐射量，进行相应的太阳能发电；以港口服务区为发电单元，分别向电网提供电源，在配电室内安装一套站用电源和光伏电能切换装置，在光伏电能低于额定电压正负5％时切换装置自动将系统切换到电网系统；以港口服务区为制氢单元，消纳光伏发电，制氢站存储氢气，采用输送管道将氢气送至就近的氢气站。2.根据权利要求1所述的光伏电能与港口供电互为补偿的方法，其特征在于，所述太阳能发电采用太阳能光伏并网发电系统，利用分块发电、集中并网方案，将系统分成5个4兆瓦的光伏并网发电单元，分别经过变压配电装置并入电网，将整个光伏并网系统接入港口服务区35KV中压交流电网进行并网发电，每个1兆瓦发电单元采用4台250KW并网逆变器，每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方阵防雷汇流箱后接入直流配电柜，经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜并入0.4KV/35KV变压配电装置。3.根据权利要求2所述的光伏电能与港口供电互为补偿的方法，其特征在于，多个所述多个太阳能电池阵列之间的间距不小于D：D＝0.707H/tan〔arcsin(0.648cosΦ
‑
0.399sinΦ)〕；其中，Φ为当地地理纬度；H为阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差。4.根据权利要求2所述的光伏电能与港口供电互为补偿的方法，其特征在于，所述太阳能光伏并网发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组成，并网光伏发电系统总效率为：η总＝η1
×
η2
×
η3＝85％
×
95％
×
95％＝77％；其中，光伏阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：林长贵，郑治全，
申请(专利权)人：江苏亿万物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：