【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏电解水制氢，具体涉及一种光伏电解水制氢系统及运行方法。
技术介绍
1、光伏系统的输出功率受阳光辐照强度、环境温度、天气条件等影响较大，因此通常需要电力电子设备来实现最大功率点追踪（mppt），以优化电能输出。尽管光伏发电在许多应用中已经成熟，但由于其间歇性和不稳定性，直接将其用于稳定负载（如电解槽）时会遇到挑战。光伏制氢系统的核心是控制系统，其主要作用是协调光伏阵列、电解槽以及储能设备的运行，以确保系统高效、稳定地工作。目前用于光伏制氢控制系统的大多是根据光伏输出功率大小，对电解槽阵列进行重构，尽可能地提高光伏利用效率和电解制氢效率，目前的光伏制氢系统需要提高电解槽和储能设备的耐用性，同时改进控制系统，尽量减少电解槽和储能设备的频繁启停，需要复杂的功率变换和控制策略来确保光伏阵列与电解槽的功率相匹配，而功率转换器和控制算法的增加会提高系统复杂性和成本，虽然可以采用储能系统（如电池或超级电容）对光伏发电的波动性进行平滑，但大规模储能的成本较高，且在能量转换和储存过程中会有额外的损耗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光伏电解水制氢系统及运行方法。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、第一方面，本专利技术公开了一种光伏电解水制氢系统，包括光伏发电装置，所述光伏发电装置的输出端与光伏控制器连接，光伏控制器的输出端并联连接第一电解电源和第二电解电源，所述第一电解电源和第二电解电源上设置有传感器，用
4、基于第一方面，所述光伏控制器为boost升压电路。
5、基于第一方面，所述第一电解槽为大功率电解槽，第二电解槽为小功率电解槽。
6、第二方面，本专利技术公开了一种运行方法，用于上述所述的光伏电解水制氢系统，包括以下步骤：
7、s1、当日出后，光伏发电装置开始产生输出功率，此时第一开关和第二开关处于断开状态，所述第一电解槽和第二电解槽均设置第一预设阈值功率和第二预设阈值功率；第一电解电源的传感器检测第一输入功率是否达到第一电解槽的第一预设阈值功率，所述第一输入功率为光伏发电装置输入到第一电解槽的功率，若达到则闭合第一开关开启第一电解槽；若没有达到则光伏发电装置先为超级电容充电，直到第一输入功率达到第一电解槽的第一预设阈值功率，则停止为超级电容充电，闭合第一开关，开启第一电解槽；
8、s2、若第一电解电源的传感器检测到第一输入功率达到第一电解槽的第二预设阈值功率，稳定第一输入功率，然后第二电解电源的传感器检测第二输入功率是否达到第二电解槽的第一预设阈值功率，所述第二输入功率为第一输入功率稳定后光伏发电装置剩余的输出功率，若达到则闭合第二开关开启第二电解槽；若没有达到则先为超级电容充电，直到第二输入功率达到第二电解槽的第一预设阈值功率，则停止为超级电容充电，闭合第二开关开启第二电解槽；
9、s3、当第二输入功率大于第二电解槽的第二预设阈值功率时，稳定第二输入功率，将第三输入功率输入到超级电容进行充电，所述第三输入功率为稳定第一输入功率和第二输入功率后光伏发电装置剩余的输出功率，若超级电容达到满电状态，光伏发电装置将第四输入功率输入到电池储能模块进行充电，所述第四输入功率为稳定第一输入功率和第二输入功率且超级电容充满电后光伏发电装置剩余的输出功率；
10、s4、若光伏发电装置的输出功率出现波动，则先从第二电解槽开始减载；
11、s5、当太阳辐照开始减小时，从第二电解槽开始减载，当第二电解槽的第二输入功率减小到第二预设阈值功率以下时，超级电容开始放电维持第二电解槽处于第一状态到第二状态之间运行，直到超级电容的电量耗尽，若第二输入功率不足以维持第二电解槽在第一预设阈值功率运行，则第二电解槽停机；
12、s6、若此时第一输入功率大于第一电解槽的第二预设阈值功率，光伏发电装置剩余的输出功率为超级电容充电；当第一输入功率低于第一电解槽的第二预设阈值功率时，电池储能模块开始放电维持第一电解槽处于第二预设阈值功率继续运行，直到电池储能模块的电量耗尽，若第一输入功率不足以维持第一电解槽在第一预设阈值功率运行，则第一电解槽停机。
13、基于第二方面，所述步骤s4中：若第一电解槽和第二电解槽在第一预设阈值功率和第二预设阈值功率之间运行时，光伏发电装置的输出功率突然减小，使第一输入功率小于第一电解槽的第一预设阈值功率，第二输入功率小于第二电解槽的第一预设阈值功率，此时若超级电容有电，则超级电容直接介入，维持第一电解槽和第二电解槽在第一预设阈值功率运行；
14、若第一电解槽和第二电解槽均在第二预设阈值功率运行，电池储能模块处于充电状态时，光伏发电装置的输出功率突然减小，此时若第二电解槽在第一预设阈值功率和第二预设阈值功率之间运行，超级电容放电维持电池储能模块的充电电压；若第二输入功率处于第二电解槽的第一预设阈值功率以下，超级电容为第二电解槽放电，维持第二电解槽在第一预设阈值功率运行。
15、本专利技术的有益效果是：
16、1）本专利技术在光伏输出足够时启动电解槽，不足时启动电解槽为超级电容充电，保证了光伏的利用率，同时避免了电解槽低功率运行，延长了电解槽的使用寿命并且提高了产气质量。
17、2）本专利技术充分考虑了超级电容和电池储能模块各自的优缺点，超级电容因其自身能够频繁充放电，且放电效率高，所以用来抵抗光伏波动对电解槽供电和电池储能模块充电造成的影响。电池储能模块只在傍晚时分光伏减小的时候为电解槽供电，提高了系统的总制氢量，并且充放电次数少，延长了电池储能模块的使用寿命。
18、3）本专利技术的电解槽阵列采用大功率电解槽和小功率电解槽组合的形式，在保证了产氢量的同时提高了系统的灵活性。
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1.一种光伏电解水制氢系统，其特征在于：包括光伏发电装置（1），所述光伏发电装置（1）的输出端与光伏控制器（2）连接，光伏控制器（2）的输出端并联连接第一电解电源（5）和第二电解电源（6），所述第一电解电源（5）和第二电解电源（6）上设置有传感器，用于检测输入电压，第一DC-DC变换器（3）并联在第一电解电源（5）上，第二DC-DC变换器（4）并联于光伏控制器（2）与第二电解电源（6）之间，所述第一DC-DC变换器（3）和第二DC-DC变换器（4）为双向DC-DC变换器，所述第一DC-DC变换器（3）与电池储能模块（7）连接，所述第二DC-DC变换器（4）与超级电容（8）连接，所述第一电解电源（5）与第一电解槽（9）连接，所述第一电解电源（5）与第一电解槽（9）之间设置有第一开关（11），用于实现第一电解电源（5）与第一电解槽（9）之间的能量流通，第二电解电源（6）与至少一个第二电解槽（10）连接，当第二电解槽（10）的数量为多个时，各第二电解槽（10）相互并联，所述第二电解电源（6）与第二电解槽（10）之间设置有第二开关（12），用于实现第二电解电源（6）与第二电解槽（10）之
2.根据权利要求1所述的一种光伏电解水制氢系统，其特征在于：所述光伏控制器（2）为Boost升压电路。
3.根据权利要求1所述的一种光伏电解水制氢系统，其特征在于：所述第一电解槽（9）为大功率电解槽，第二电解槽（10）为小功率电解槽。
4.一种运行方法，用于权利要求1-3任一一项所述的光伏电解水制氢系统，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种运行方法，其特征在于，所述步骤S4中：若第一电解槽（9）和第二电解槽（10）在第一预设阈值功率和第二预设阈值功率之间运行时，光伏发电装置（1）的输出功率突然减小，使第一输入功率小于第一电解槽（9）的第一预设阈值功率，第二输入功率小于第二电解槽（10）的第一预设阈值功率，此时若超级电容（8）有电，则超级电容（8）直接介入，维持第一电解槽（9）和第二电解槽（10）在第一预设阈值功率运行；
...【技术特征摘要】
1.一种光伏电解水制氢系统，其特征在于：包括光伏发电装置（1），所述光伏发电装置（1）的输出端与光伏控制器（2）连接，光伏控制器（2）的输出端并联连接第一电解电源（5）和第二电解电源（6），所述第一电解电源（5）和第二电解电源（6）上设置有传感器，用于检测输入电压，第一dc-dc变换器（3）并联在第一电解电源（5）上，第二dc-dc变换器（4）并联于光伏控制器（2）与第二电解电源（6）之间，所述第一dc-dc变换器（3）和第二dc-dc变换器（4）为双向dc-dc变换器，所述第一dc-dc变换器（3）与电池储能模块（7）连接，所述第二dc-dc变换器（4）与超级电容（8）连接，所述第一电解电源（5）与第一电解槽（9）连接，所述第一电解电源（5）与第一电解槽（9）之间设置有第一开关（11），用于实现第一电解电源（5）与第一电解槽（9）之间的能量流通，第二电解电源（6）与至少一个第二电解槽（10）连接，当第二电解槽（10）的数量为多个时，各第二电解槽（10）相互并联，所述第二电解电源（6）与第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖，冯裕志，唐鋆磊，王隆辉，李新平，任禹波，张海龙，林冰，
申请(专利权)人：四川能投氢能产业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：
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