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申请/专利权人：中国极地研究中心(中国极地研究所)

摘要：本发明公开了一种极地离网型风氢供能系统及其控制方法，涉及新能源供能领域。系统中风电系统将风能转换为电能，并向低温电池储能系统充电；氢燃料电池系统将氢气和氧气的化学转换成电能，并向低温电池储能系统充电；低温电池储能系统储能，平抑风力发电的波动性，平滑负荷；智能监控系统获取风电系统、低温电池储能系统和氢燃料电池系统的运行参数。本发明能够在面临极寒、强风雪、强风沙等极端环境下稳定高效的输出电能，提高可再生能源使用比例，减少南极科考燃料消耗和排放。

主权项：1.一种极地离网型风氢供能系统，其特征在于，包括：风电系统、低温电池储能系统、氢燃料电池系统和智能监控系统；所述风电系统、所述低温电池储能系统、所述氢燃料电池系统和所述智能监控系统均通过直流母线连接；所述风电系统用于将风能转换为电能，并向低温电池储能系统充电；所述氢燃料电池系统用于将氢气和氧气的化学转换成电能，并向低温电池储能系统充电；所述低温电池储能系统用于储能，平抑风力发电的波动性，平滑负荷；所述智能监控系统用于获取所述风电系统、所述低温电池储能系统和所述氢燃料电池系统的运行参数；所述智能监控系统用于获取风电系统的运行参数和低温电池储能系统的运行参数；根据风电系统的运行参数，构建风机模型；根据低温电池储能系统的运行参数，构建蓄电池模型；基于所述风机模型和所述蓄电池模型，构建目标函数；基于约束条件，以目标函数最小为目标求解所述目标函数，得到极地离网型风氢供能系统的最优调度解；基于所述最优调度解调度所述极地离网型风氢供能系统；所述目标函数为：；其中，为目标函数；α和β均为权重；为经济成本；；为风机购置成本，为蓄电池购置成本，为风机运行成本，为蓄电池运行成本，为可靠性成本；；Pcur为切负荷量；ρcur为切负荷惩罚成本；所述约束条件包括：功率平衡约束、风机约束和蓄电池约束；所述风机约束包括风机功率约束和第一个数约束；所述蓄电池约束包括：容量-功率关系约束：充放电择一约束、充电功率约束、放电功率约束、蓄电池容量约束和第二个数约束；所述功率平衡约束为：；所述风机功率约束为：；所述第一个数约束为：；所述容量-功率关系约束为：；所述充放电择一约束为：；所述充电功率约束为：；所述放电功率约束为：；所述蓄电池容量约束为：；所述第二个数约束为：；其中，Pwt为风机实际功率，Pde为柴油发电机输出功率，Pdis为蓄电池放电功率，Pdist为t时刻的蓄电池放电功率，为蓄电池的放电效率，Pch为蓄电池充电功率，为最大充电功率，为最大放电功率，ΣPload为总负荷量，Pcur为切负荷量，Pwt,t为t时刻风机实际功率，Nwt为风机数量，为风机数量上限，Cbst为t时刻蓄电池实际容量，Cbs，min表示蓄电池最小储电量，Cbs，max表示蓄电池最大储电量，为t-1时刻蓄电池实际容量，为蓄电池自放电率，ηdis为放电效率，为充电效率，c为充电状态，d为放电状态，Nbs为蓄电池数量，为蓄电池数量上限。

全文数据：

权利要求：

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