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申请/专利权人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

摘要：本发明提供一种电化学电池‑电解水制氢‑储氢‑氢燃料电池耦合储能系统及控制方法，通过技术耦合拓展系统的应用场景和效率；通过电化学电池耦合实现波动性电力的功率平滑和短期存储；通过电解水制氢‑储氢‑氢燃料电池耦合实现波动性电力的主动消纳和长期存储；通过电化学电池‑制氢系统联合运行，提高制氢系统供电和运行稳定性，延长使用寿命；同时电化学电池系统可为制氢和氢燃料电池装置提供离网条件下启动电源，该耦合系统适用于配合可再生能源发电场区应用，最大化可再生能源开发能力。

主权项：1.电化学电池-电解水制氢-储氢-氢燃料电池耦合储能系统在并网条件下的控制方法，其特征在于：所述电化学电池-电解水制氢-储氢-氢燃料电池耦合储能系统包括电化学电池系统、电解水制氢装置、氢气储存装置、氢燃料电池发电装置、ACDC装置、DCDC装置、DCAC装置、断路器、变压器、能量管理系统；所述电化学电池系统通过ACDC装置、变压器与场区AC母线双向连接，输出端通过DCDC装置与电解水制氢输入端连接；所述电解水制氢装置输入端同时通过ACDC装置、变压器与外部输入AC母线连接；所述氢气储存装置通过管道与电解水制氢装置和氢燃料电池发电装置连接；所述氢燃料电池发电装置能够利用氢气储存装置输入氢气和环境输入空气产生直流电，并通过DCAC装置、变压器与场区AC母线连接；所述电化学电池系统可接受能量管理系统调度选择性输出功率到场区AC母线或通过DCDC装置输出功率到电解水制氢装置；所述电解水制氢装置能够独立或同时利用电化学电池系统通过DCDC装置变换输入功率以及外部AC母线通过变压器和ACDC装置变化后输入功率工作，并将电能转换为氢气；在并网条件下，所述能量管理系统能够根据接入发电系统功率，并网限制功率和系统运行状态，实时对耦合储能系统运行状态进行调节：当接入发电系统发电功率大于并网限制功率和电解水额定功率之和时，能量管理系统调度电解水制氢装置将多余的电能转换为氢，同时电化学电池系统处于充电状态；当接入发电系统发电功率小于或等于并网限制功率和电解水额定功率之和时，若电解水装置已在运行，则调度电化学电池处于放电模式为制氢系统供电，维持制氢功率稳定，若电解水装置未启动，则调度电化学电池处于充电状态；当接入发电系统发电功率小于电解水额定功率时，能量管理系统可调度电化学电池系统为制氢系统供电，维持电解制氢系统输入功率稳定；所述氢燃料电池发电装置输入端与电化学电池系统输出端通过DCDC装置连接，在氢燃料电池发电系统启动时，辅助设备通过电化学电池系统供电，当启动完成后，辅助设备可通过氢燃料电池发电自供电，从而实现系统在离网条件下启动；所述方法包括如下步骤：电化学电池-电解水制氢-储氢-氢燃料电池耦合储能系统中能量管理系统能够实时监测各子系统运行状态，并根据接入发电系统功率，并网限制功率和用户需求，对耦合储能系统运行状态进行调节：在并网条件下，当接入发电系统存在弃电时，耦合储能系统启动；1、若弃电功率大于制氢额定功率和储能电池最大充电功率之和时，能量管理系统调度电解水制氢装置在额定功率运行，同时电化学电池系统处于最大功率充电状态；2、若电解水装置处于开机模式，同时弃电功率大于或等于制氢额定功率，则制氢系统在额定功率运行；3、若电解水装置处于开机模式，同时弃电功率小于制氢额定功率，电化学电池处于荷电状态，则调度电化学电池处于放电模式为制氢系统供电，维持制氢功率稳定；4、若电解水装置处于开机模式，同时弃电功率小于制氢额定功率，电化学电池处于枯电状态，则调度制氢系统停止工作，电化学电池处于充电模式；5、若电解水装置处于关机模式，同时弃电功率大于或等于制氢额定功率，则调度制氢系统启动，电化学电池处于充电状态；6、若电解水装置处于关机模式，同时弃电功率小于制氢额定功率，则维持制氢系统不动作，调度电化学电池处于充电状态。

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