【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可再生能源转换，具体涉及一种光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法及装置。
技术介绍
1、光伏发电可以直接输出直流，这与风力发电存在很大区别，而电解槽工作时同样在直流下运行，因此，光伏发电能够与电解装置直接耦合。目前，电解槽大多工作在并网模式下，来自电网的交流电需要先通过电解系统自带的整流器变为直流电，然后供给到电解槽中。这种方式的缺点在于无法直接利用可再生能源，必须依赖电网，而电网的电又来自不同类型的发电形式，包括化石燃料发电，因此通过该方式得到的氢气并非绿氢。目前，仅有少量可再生能源发电与电解装置直接耦合的示范案例，但需要借助庞大且复杂的电力电子器件(逆变器、整流器、dcdc等)完成电压/电流的匹配，这些电力电子器件的存在，导致能源转换效率大幅下降。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法及装置，以解决能源转换效率下降的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法，所述方法包括：
3、构建光伏阵列的i-u数学模型及电解槽的i-u数学模型，其中，光伏阵列的i-u数学模型包括光伏阵列i-u工作曲线，电解槽的i-u数学模型包括电解槽i-u工作曲线；
4、通过调节光伏阵列i-u工作曲线和电解槽i-u工作曲线，当两条曲线相交时，完成光伏阵列与电解槽的耦合匹配。
5、本专利技术提供的光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法，将光伏阵列与电解槽集群在无任何电力电子器
6、在一种可选的实施方式中，光伏阵列的i-u数学模型通过以下公式表示：
7、
8、其中，im表示光伏阵列的最大输出电流，um表示光伏阵列的最大输出电压，xs和xp分别表示光伏电池板阵列的串联数量和并联数量，f()表示单个光伏电池最大输出电流im与最大输出电压um之间的关系函数。
9、在一种可选的实施方式中，单个光伏电池在光照强度h、温度t时，最大输出电流im与最大输出电压um之间的关系通过以下公式表示：
10、im＝a0-a1exp(um+a2im)
11、其中，a0、a1及a2均为常数。
12、在一种可选的实施方式中，通过以下公式分别计算光伏阵列的最大输出电压um、最大输出电流im：
13、
14、在一种可选的实施方式中，电解槽的i-u数学模型通过以下公式表示：
15、ue＝yg(ie)
16、ie＝kie
17、其中，ie表示单个电解槽工作时的电流，g()表示单个电解槽工作时的额定电压ue和额定电流ie的关系函数，y表示电解槽集群的串联数量,k表示电解槽集群的并联数量，ue表示电解槽集群的额定输出电压，ie表示电解槽集群的额定输出电流。
18、在一种可选的实施方式中，单个电解槽工作时的额定电压ue和额定电流ie的关系通过以下公式表示：
19、
20、其中，b0、b1、b2、b3、b4及b5均为常数，z表示单个电解槽的片数，t表示温度，asinh()表示反双曲正弦函数。
21、在一种可选的实施方式中，通过调节光伏阵列i-u工作曲线和电解槽i-u工作曲线，当两条曲线相交时，完成光伏阵列与电解槽的耦合匹配，包括：
22、调节电解槽集群中的电解槽串联工作台数y与并联工作台数k，及单个电解槽的片数z，调节光伏电池板阵列的串联数量xs和并联数量xp，其中，
23、调节光伏电池板阵列的串联数量xs和并联数量xp，使光伏阵列i-u工作曲线沿着等功率曲线方向上下移动，同时调节电解槽的串联台数y以及并联台数k，或片数z，使电解槽i-u工作曲线沿着电压增加或电压下降的方向移动，通过调节光伏阵列i-u工作曲线和电解槽i-u工作曲线，使二者产生一个交点，此时该温度、光照强度下光伏阵列的电压电流值均与电解槽的电压电流值完全相同，完成光伏阵列与电解槽的耦合匹配。
24、本专利技术提供的方法，由于光伏电池板阵列的串联数量xs和并联数量xp的乘积是确定的，因此，总电压减小(增大)的同时，总电流会增大(减小)。
25、第二方面，本专利技术提供了一种光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配装置，所述装置包括：
26、模型构建模块，用于构建光伏阵列的i-u数学模型及电解槽的i-u数学模型，其中，光伏阵列的i-u数学模型包括光伏阵列i-u工作曲线，电解槽的i-u数学模型包括电解槽i-u工作曲线；
27、匹配模块，用于通过调节光伏阵列i-u工作曲线和电解槽i-u工作曲线，当两条曲线相交时，完成光伏阵列与电解槽的耦合匹配。
28、第三方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法。
29、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法。
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1.一种光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光伏阵列的I-U数学模型通过以下公式表示：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，单个光伏电池在光照强度H、温度T时，最大输出电流im与最大输出电压um之间的关系通过以下公式表示：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下公式分别计算光伏阵列的最大输出电压Um、最大输出电流Im：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电解槽的I-U数学模型通过以下公式表示：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，单个电解槽工作时的额定电压ue和额定电流ie的关系通过以下公式表示：
7.根据权利要求6或4所述的方法，其特征在于，通过调节光伏阵列I-U工作曲线和电解槽I-U工作曲线，当两条曲线相交时，完成光伏阵列与电解槽的耦合匹配，包括：调节电解槽集群中的电解槽串联工作台数y与并联工作台数k，及单个电解槽的片数z，调节光伏电池板阵列的串联数量xs和并联数量xp，其中，
8.一种光伏阵
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法。
...【技术特征摘要】
1.一种光伏阵列与电解槽直接耦合的匹配方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光伏阵列的i-u数学模型通过以下公式表示：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，单个光伏电池在光照强度h、温度t时，最大输出电流im与最大输出电压um之间的关系通过以下公式表示：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下公式分别计算光伏阵列的最大输出电压um、最大输出电流im：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电解槽的i-u数学模型通过以下公式表示：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，单个电解槽工作时的额定电压ue和额定电流ie的关系通...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹文红，陈凡，石平，何鹏，叶褚华，周纯，杜正良，黄国明，夏明，邝周凌，
申请(专利权)人：浙江蓝能氢能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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