本发明专利技术属于绿电制氢领域，具体涉及一种交流离网制氢系统，该制氢系统包括与制氢电源接入的交流母线连接，为交流母线提供电压支撑的交流储能子系统；制氢电源用于接入由新能源发电子系统供电的交流母线来为制氢单元取电，包括串设的用于连接至交流母线的AC/DC变换器和用于连接至制氢单元的DC/DC变换器；该制氢系统还包括用于并联接入制氢电源的AC/DC变换器和DC/DC变换器之间，用于平衡新能源发电子系统出力与制氢单元的功率的直流储能子系统；该交流储能子系统包括DC/AC储能变流器和第一储能单元；该直流储能子系统包括DC/DC储能变流器和第二储能单元。以实现在保证为交流母线提供稳定的支撑电压的同时，能够灵活控制整个交流离网制氢系统的源荷协调平衡的效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于绿电制氢领域，具体涉及一种交流离网制氢系统。
技术介绍
1、随着绿电制氢技术的不断发展，基于风电、光伏离网发电的电解水制氢应用已经成为制氢技术的热点。然而，目前的规模化新能源制氢的主流方案仍为交流并网型。在交流并网制氢方案中，风电、光伏以交流发电的方式将新能源功率输送到电网，制氢系统作为电网的负荷运行。制氢电解槽以恒定功率运行，新能源功率补足时由电网补充功率，新能源功率多余时将剩余功率送到电网。
2、传统的交流并网型制氢方案由于其制氢负荷需要从电网取电，电费成本较高，导致制氢的经济性很低，且通过该方式制取的氢气并不是真正意义上的绿氢，限制了制取出的氢气的应用途径。因此，出现了基于储能支撑的交流离网型制氢技术。
3、目前，基于储能支撑的交流离网型制氢技术还处于研究探索和示范应用阶段，在交流离网制氢方案中，制氢系统不再接入电网，而是通过储能系统支撑交流母线电压，储能系统兼顾作为新能源出力与平衡制氢负荷之间功率的作用；风电和光伏以交流发电方式并入交流母线，制氢电源从交流母线取电、经过两级拓扑变化为电解槽提供宽范围的工作电源。该方案与交流并网型制氢方案相比，不仅无需与电网连接，省去繁琐的新能源上网审批流程，且制氢用电全部为绿电，制取出的氢气为100%绿氢。
4、然而，交流离网型制氢方案中，风光等新能源储氢系统依赖于储能系统孤网运行，储能系统既要支撑交流母线电压，又要平衡新能源的不稳定出力和制氢相对稳定的负荷，源荷协调控制困难。
技术实现思路
>1、本专利技术的目的在于提供一种交流离网制氢系统，用于解决现有技术中交流离网型制氢方案中由于储能系统需兼顾支撑交流母线电压和平衡新能源的不稳定出力与制氢相对稳定的负荷，导致整个交流离网制氢系统的源荷协调平衡控制困难的问题。2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种新的交流离网制氢系统，该制氢系统包括与制氢电源接入的交流母线连接，为交流母线提供电压支撑的交流储能子系统；制氢电源用于接入由新能源发电子系统供电的交流母线来为制氢单元取电，包括串设的用于连接至交流母线的ac/dc变换器和用于连接至制氢单元的dc/dc变换器；该制氢系统还包括用于并联接入制氢电源的ac/dc变换器和dc/dc变换器之间，用于平衡新能源发电子系统出力与制氢单元的功率的直流储能子系统；
3、该交流储能子系统包括dc/ac储能变流器和第一储能单元；
4、该直流储能子系统包括dc/dc储能变流器和第二储能单元。
5、有益效果：本专利技术提供了一种新的交流离网制氢系统；该系统中的交流储能子系统、直流储能子系统和制氢子系统（即制氢电源和制氢单元）协同工作；具体通过交流储能子系统为交流母线提供稳定的支撑电压；同时由新能源发电子系统向母线输出电能、制氢电源从交流母线取电且制氢单元作为负荷运行，即可完全通过新能源发电的功率实现离网制氢。并且，若该新能源发电子系统的出力功率不满足制氢单元中制氢电解槽的恒定功率时，则通过直流储能子系统从其储能单元中取电来补偿剩余部分的功率；若该新能源发电子系统的出力功率超过制氢单元中制氢电解槽的恒定功率时，则通过直流储能子系统的储能单元来存储剩余部分的功率；也即通过直流储能子系统平衡源荷功率。综上所述，本系统由交流储能子系统承担支撑母线电压的作用，由直流储能子系统承担平衡源荷功率的作用，以实现在保证为交流母线提供稳定的支撑电压的同时，能够灵活控制整个交流离网制氢系统的源荷协调平衡的效果。
6、进一步地，所述直流储能子系统还用于在交流储能子系统因故障停止对制氢单元供电时，继续为制氢单元供电，以使所述制氢单元继续工作或安全关停。
7、进一步地，制氢电源的ac/dc变换器的运行模式包括电压源模式；所述制氢电源的dc/ac用于在所述交流储能子系统故障时切换至电压源模式，以为交流母线提供电压支撑。
8、进一步地，所述新能源发电子系统中包含有光伏发电单元和风力发电单元中的至少一种。
9、进一步地，所述光伏发电单元包括光伏逆变器和光伏电池板；所述风力发电单元包括风电变流器和风机。
10、进一步地，所述制氢单元为电解槽。
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【技术保护点】
1.一种交流离网制氢系统，其特征在于，该制氢系统包括与制氢电源接入的交流母线连接，为交流母线提供电压支撑的交流储能子系统；制氢电源用于接入由新能源发电子系统供电的交流母线来为制氢单元取电，包括串设的用于连接至交流母线的AC/DC变换器和用于连接至制氢单元的DC/DC变换器；该制氢系统还包括用于并联接入制氢电源的AC/DC变换器和DC/DC变换器之间，用于平衡新能源发电子系统出力与制氢单元的功率的直流储能子系统；
2.根据权利要求1所述的交流离网制氢系统，其特征在于，所述直流储能子系统还用于在交流储能子系统因故障停止对制氢单元供电时，继续为制氢单元供电，以使所述制氢单元继续工作或安全关停。
3.根据权利要求1或2所述的交流离网制氢系统，其特征在于，制氢电源的AC/DC变换器的运行模式包括电压源模式；所述制氢电源的DC/AC用于在所述交流储能子系统故障时切换至电压源模式，以为交流母线提供电压支撑。
4.根据权利要求1或2所述的交流离网制氢系统，其特征在于，所述新能源发电子系统中包含有光伏发电单元和风力发电单元中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的交流离网制氢系统，其特征在于，所述光伏发电单元包括光伏逆变器和光伏电池板；所述风力发电单元包括风电变流器和风机。
6.根据权利要求1或2所述的交流离网制氢系统，其特征在于，所述制氢单元为电解槽。
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【技术特征摘要】
1.一种交流离网制氢系统，其特征在于，该制氢系统包括与制氢电源接入的交流母线连接，为交流母线提供电压支撑的交流储能子系统；制氢电源用于接入由新能源发电子系统供电的交流母线来为制氢单元取电，包括串设的用于连接至交流母线的ac/dc变换器和用于连接至制氢单元的dc/dc变换器；该制氢系统还包括用于并联接入制氢电源的ac/dc变换器和dc/dc变换器之间，用于平衡新能源发电子系统出力与制氢单元的功率的直流储能子系统；
2.根据权利要求1所述的交流离网制氢系统，其特征在于，所述直流储能子系统还用于在交流储能子系统因故障停止对制氢单元供电时，继续为制氢单元供电，以使所述制氢单元继续工作或安全关停。...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛化鹏，王林，凌卓，梅桂芳，郑月宾，肖飞，宋晓梅，武盾，曹文盛，
申请(专利权)人：西安许继电力电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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