一种多源能量系统及其能量管理方法和设备
知识产权简介
本发明涉及一种由液氢储存装置、超导储能和氢燃料电池构成的多源能量系统，该系统包括液氢储氢罐、低温杜瓦、冷屏、超导储能线圈、加热器、氢燃料电池和能量管理模块。液氢储氢罐、低温杜瓦、加热器、氢燃料电池之间通过氢能源管道连接，超导储能线圈在低温杜瓦中的冷屏内进行冷却，针对用电系统需求，利用能量管理模块智能调控氢燃料电池和超导储能进行供电。液氢被用作超导储能线圈的制冷介质，利用制冷吸收的热量升温后再通过加热器加热到特定的温度作为氢燃料电池的燃料供给，以实现能量的高效转换，以减少液氢用于燃料电池的加热成本以及超导储能降温的制冷成本，进一步，基于该多源能量系统提出了一种结合了交流损耗预测模型和等效氢耗最低策略的能量管理策略，优化超导储能交流损耗和燃料电池氢耗，以降低制冷成本和氢燃料成本。本发明利用液氢作为超导储能的冷却介质，并通过热量回收加热液氢供给燃料电池，实现了能量的多次利用与高效转化。在该系统基础上提出的能量管理策略通过结合交流损耗预测模型和等效氢耗最低策略，优化了超导储能和燃料电池的能量流动，显著降低了制冷成本和氢燃料成本。
转化前景
本系统将液氢的低温特性、超导储能的电磁特性、燃料电池的电化学特性多物理场综合考虑分析，采用低温液氢作为超导储能的冷却介质，使其在冷却超导储能线圈的同时吸收热量升温，保证超导储能的稳定电磁特性，再经过加热器加热后供给氢燃料电池，确保燃料电池电化学反应顺利进行，并制定降低超导储能交流损耗和燃料电池氢耗的双目标优化策略，通过能量管理模块智能调控氢燃料电池和超导储能系统，形成高效的冷能回收利用机制，提高了氢燃料电池的整体能量转化效率，降低了超导储能的制冷负担，减少液氢的消耗量，提升系统整体能源利用率。