本發(fā)明屬于新能源，具體為一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，可再生能源的開(kāi)發(fā)與利用已成為重要的發(fā)展方向，風(fēng)能和太陽(yáng)能作為清潔、可再生的能源，具有取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)。然而，由于風(fēng)能和太陽(yáng)能的間歇性和不穩(wěn)定性，導(dǎo)致其在電力系統(tǒng)中的大規(guī)模接入面臨挑戰(zhàn)。

2、為了提高可再生能源的利用效率，常常引入儲(chǔ)能系統(tǒng)和制氫技術(shù)，甲醇重整制氫技術(shù)通過(guò)將甲醇轉(zhuǎn)換為氫氣，利用氫氣作為能量載體，實(shí)現(xiàn)能源的高效存儲(chǔ)和利用，此外，隨著電動(dòng)汽車(chē)和電力設(shè)備的普及，對(duì)充電設(shè)施的需求日益增加。然而，現(xiàn)有的風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)存在以下不足：

3、能源管理不夠智能化：缺乏對(duì)風(fēng)光發(fā)電、制氫、儲(chǔ)能和充電等各環(huán)節(jié)的智能協(xié)調(diào)控制，無(wú)法根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

4、儲(chǔ)能系統(tǒng)利用效率低：儲(chǔ)能裝置的充放電策略不夠優(yōu)化，未能充分利用電池和超級(jí)電容器的特性，影響系統(tǒng)的整體效率和裝置壽命。

5、安全性不足：缺乏對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)測(cè)機(jī)制，可能導(dǎo)致安全隱患和設(shè)備損壞。

6、因此，迫切需要一種更為智能、高效和安全的風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化管理系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本技術(shù)的說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)，結(jié)合先進(jìn)的預(yù)測(cè)模型、優(yōu)化算法和強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、甲醇重整制氫、儲(chǔ)能和充電等各環(huán)節(jié)的智能協(xié)調(diào)控制，提高可再生能源的利用效率，延長(zhǎng)儲(chǔ)能裝置的使用壽命，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3、本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)，包括，

4、風(fēng)力發(fā)電裝置、太陽(yáng)能發(fā)電裝置、甲醇重整制氫裝置、儲(chǔ)能裝置、充電裝置、智能管理模塊和微電網(wǎng)控制模塊；

5、所述風(fēng)力發(fā)電裝置和太陽(yáng)能發(fā)電裝置分別與甲醇重整制氫裝置、儲(chǔ)能裝置和微電網(wǎng)控制模塊相連，用于收集和轉(zhuǎn)換風(fēng)能及太陽(yáng)能；

6、所述甲醇重整制氫裝置將甲醇轉(zhuǎn)換為氫氣，并通過(guò)儲(chǔ)氫裝置進(jìn)行存儲(chǔ)；

7、所述儲(chǔ)能裝置包括電池儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能，用于存儲(chǔ)電能并在需要時(shí)釋放電能；

8、所述充電裝置用于通過(guò)儲(chǔ)能裝置、燃料電池或直接利用風(fēng)光發(fā)電為外部設(shè)備充電；

9、所述智能管理模塊根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)模型，自動(dòng)調(diào)整各裝置的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化配置與高效利用；

10、所述微電網(wǎng)控制模塊用于協(xié)調(diào)系統(tǒng)與外部電網(wǎng)的能量交換，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)的無(wú)縫切換。

11、作為一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述智能管理模塊包括，

12、能源采集模塊，用于收集風(fēng)力發(fā)電裝置、太陽(yáng)能發(fā)電裝置的實(shí)時(shí)發(fā)電數(shù)據(jù)，以及外部環(huán)境參數(shù)，包括風(fēng)速、光照強(qiáng)度和溫度等；

13、預(yù)測(cè)模塊，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)，預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)電量和負(fù)載需求；

14、制氫控制模塊，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果和當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，控制甲醇重整制氫裝置的啟動(dòng)、停止和運(yùn)行功率；

15、儲(chǔ)能優(yōu)化模塊，通過(guò)優(yōu)化算法在電池儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能之間分配充放電任務(wù)；

16、充電調(diào)度模塊，根據(jù)外部設(shè)備的充電需求和系統(tǒng)能源狀況，動(dòng)態(tài)調(diào)整充電電力的來(lái)源和時(shí)間；

17、微電網(wǎng)協(xié)調(diào)模塊，控制系統(tǒng)與外部電網(wǎng)之間的能量交換，實(shí)現(xiàn)能量的最優(yōu)調(diào)度。

18、作為一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述制氫控制模塊通過(guò)以下公式動(dòng)態(tài)調(diào)整甲醇重整制氫裝置的運(yùn)行功率phydrogen：

19、phydrogen＝γ×(pwind+psolar-pload-pstorage)

20、其中：

21、pwind為風(fēng)力發(fā)電功率；

22、psolar為太陽(yáng)能發(fā)電功率；

23、pload為當(dāng)前負(fù)載功率需求，包括充電裝置的需求；

24、pstorage為儲(chǔ)能裝置的充放電功率；

25、γ為調(diào)節(jié)系數(shù)，取值范圍為0≤γ≤1。

26、作為一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述儲(chǔ)能優(yōu)化模塊通過(guò)以下策略在電池儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能之間分配充放電任務(wù)：

27、當(dāng)短時(shí)高功率需求出現(xiàn)時(shí)，優(yōu)先由超級(jí)電容器儲(chǔ)能提供功率支持；

28、當(dāng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的功率需求出現(xiàn)時(shí)，優(yōu)先由電池儲(chǔ)能提供能量；

29、儲(chǔ)能裝置的充放電功率滿足關(guān)系：

30、pstorage＝pbattery+psupercap

31、其中：

32、pbattery為電池儲(chǔ)能的充放電功率；

33、psupercap為超級(jí)電容器儲(chǔ)能的充放電功率。

34、作為一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，電池儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能的儲(chǔ)能狀態(tài)滿足：

35、socmin≤socbattery≤socmax

36、socmin≤socsupercap≤socmax

37、其中：

38、socbattery為電池儲(chǔ)能的當(dāng)前狀態(tài)；

39、socsupercap為超級(jí)電容器儲(chǔ)能的當(dāng)前狀態(tài)；

40、socmin和socmax分別為儲(chǔ)能裝置的最小和最大狀態(tài)閾值。

41、通過(guò)上述策略，儲(chǔ)能優(yōu)化模塊提高了儲(chǔ)能裝置的使用壽命和能量利用效率。

42、作為一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，

43、所述微電網(wǎng)協(xié)調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與外部電網(wǎng)的雙向能量交換，并通過(guò)以下策略進(jìn)行控制：

44、當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)可再生能源發(fā)電量過(guò)剩且儲(chǔ)能裝置已滿載時(shí)，向外部電網(wǎng)輸送電能；

45、當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)能源不足且儲(chǔ)能裝置電量低于閾值時(shí)，從外部電網(wǎng)購(gòu)電；

46、能量交換功率pgrid滿足：

47、pgrid＝pwind+psolar+pfuelcell-pload-pstorage

48、其中：

49、pfuelcell為燃料電池發(fā)電功率。

50、作為一種風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述預(yù)測(cè)模塊包括：

51、傳感器單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)甲醇制氫裝置、儲(chǔ)能裝置和充電裝置的溫度、壓力、電流；

52、數(shù)據(jù)分析單元，采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立故障預(yù)測(cè)模型；

53、預(yù)警機(jī)制，當(dāng)預(yù)測(cè)到某裝置可能出現(xiàn)故障時(shí)，提前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行策略。

54、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的風(fēng)光氫儲(chǔ)充一體化智能管理系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能、制氫、儲(chǔ)能和充電等各環(huán)節(jié)的智能協(xié)調(diào)控制，提高了系統(tǒng)的能源利用效率、安全性和智能化水平。