本發(fā)明屬于新能源，具體為一種風光氫儲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和環(huán)境保護意識的提高，可再生能源的開發(fā)與利用已成為重要的發(fā)展方向，風能和太陽能作為清潔、可再生的能源，具有取之不盡、用之不竭的特點。然而，由于風能和太陽能的間歇性和不穩(wěn)定性，導致其在電力系統(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，常常引入儲能系統(tǒng)和制氫技術(shù)，甲醇重整制氫技術(shù)通過將甲醇轉(zhuǎn)換為氫氣，利用氫氣作為能量載體，實現(xiàn)能源的高效存儲和利用，此外，隨著電動汽車和電力設備的普及，對充電設施的需求日益增加。然而，現(xiàn)有的風光氫儲充一體化系統(tǒng)存在以下不足：

3、能源管理不夠智能化：缺乏對風光發(fā)電、制氫、儲能和充電等各環(huán)節(jié)的智能協(xié)調(diào)控制，無法根據(jù)實時數(shù)據(jù)和預測信息進行動態(tài)調(diào)整。

4、儲能系統(tǒng)利用效率低：儲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：缺乏對系統(tǒng)關(guān)鍵設備的實時監(jiān)測和故障預測機制，可能導致安全隱患和設備損壞。

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

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本技術(shù)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡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光氫儲充一體化智能管理系統(tǒng)，結(jié)合先進的預測模型、優(yōu)化算法和強化學習技術(shù)，實現(xiàn)對風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、甲醇重整制氫、儲能和充電等各環(huán)節(jié)的智能協(xié)調(diào)控制，提高可再生能源的利用效率，延長儲能裝置的使用壽命，增強系統(tǒng)的安全性和可靠性。

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

4、風力發(fā)電裝置、太陽能發(fā)電裝置、甲醇重整制氫裝置、儲能裝置、充電裝置、智能管理模塊和微電網(wǎng)控制模塊；

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

6、所述甲醇重整制氫裝置將甲醇轉(zhuǎn)換為氫氣，并通過儲氫裝置進行存儲；

7、所述儲能裝置包括電池儲能和超級電容器儲能，用于存儲電能并在需要時釋放電能；

8、所述充電裝置用于通過儲能裝置、燃料電池或直接利用風光發(fā)電為外部設備充電；

9、所述智能管理模塊根據(jù)實時數(shù)據(jù)和預測模型，自動調(diào)整各裝置的運行狀態(tài)，實現(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，實現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)的無縫切換。

11、作為一種風光氫儲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，用于收集風力發(fā)電裝置、太陽能發(fā)電裝置的實時發(fā)電數(shù)據(jù)，以及外部環(huán)境參數(shù)，包括風速、光照強度和溫度等；

13、預測模塊，利用機器學習算法基于歷史數(shù)據(jù)和實時環(huán)境參數(shù)，預測未來發(fā)電量和負載需求；

14、制氫控制模塊，根據(jù)預測結(jié)果和當前系統(tǒng)狀態(tài)，控制甲醇重整制氫裝置的啟動、停止和運行功率；

15、儲能優(yōu)化模塊，通過優(yōu)化算法在電池儲能和超級電容器儲能之間分配充放電任務；

16、充電調(diào)度模塊，根據(jù)外部設備的充電需求和系統(tǒng)能源狀況，動態(tài)調(diào)整充電電力的來源和時間；

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，實現(xiàn)能量的最優(yōu)調(diào)度。

18、作為一種風光氫儲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以下公式動態(tài)調(diào)整甲醇重整制氫裝置的運行功率phydrogen：

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

20、其中：

21、pwind為風力發(fā)電功率；

22、psolar為太陽能發(fā)電功率；

23、pload為當前負載功率需求，包括充電裝置的需求；

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

27、當短時高功率需求出現(xiàn)時，優(yōu)先由超級電容器儲能提供功率支持；

28、當長期穩(wěn)定的功率需求出現(xiàn)時，優(yōu)先由電池儲能提供能量；

29、儲能裝置的充放電功率滿足關(guān)系：

30、pstorage＝pbattery+psupercap

31、其中：

32、pbattery為電池儲能的充放電功率；

33、psupercap為超級電容器儲能的充放電功率。

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

35、socmin≤socbattery≤socmax

36、socmin≤socsupercap≤socmax

37、其中：

38、socbattery為電池儲能的當前狀態(tài)；

39、socsupercap為超級電容器儲能的當前狀態(tài)；

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

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

42、作為一種風光氫儲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)模塊實現(xiàn)了系統(tǒng)與外部電網(wǎng)的雙向能量交換，并通過以下策略進行控制：

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

45、當系統(tǒng)內(nèi)能源不足且儲能裝置電量低于閾值時，從外部電網(wǎng)購電；

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、作為一種風光氫儲充一體化智能管理系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述預測模塊包括：

51、傳感器單元，用于實時監(jiān)測甲醇制氫裝置、儲能裝置和充電裝置的溫度、壓力、電流；

52、數(shù)據(jù)分析單元，采用機器學習算法對歷史運行數(shù)據(jù)進行分析，建立故障預測模型；

53、預警機制，當預測到某裝置可能出現(xiàn)故障時，提前發(fā)出預警信號，并自動調(diào)整系統(tǒng)運行策略。

54、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的風光氫儲充一體化智能管理系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)了對風能、太陽能、制氫、儲能和充電等各環(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。