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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源,尤其是涉及光伏离网电解制氢的能量调度控制方法和系统。
技术介绍
1、随着能源结构的转型和可再生能源的大规模应用,光伏制氢作为一种清洁能源技术,能够有效的利用太阳能发电将其转成氢能,实现光伏的消纳和绿电制氢。
2、碱性电解制氢技术相对成熟,成本低,但制氢过程能量转换效率低,pem电解制氢成本相对碱性电解高,但能量转换效率高,通过多类型电解槽协同制氢可实现经济效益最大化。
3、不同电解槽的动态响应特性不同,且离网制氢过程中,因光伏能量的随机性和波动性,造成制氢设备频繁启停动作,且电解槽启动过程存在冷启动的过程,启停的不稳定最终导致能量大量损失,导致制氢效率低下。
4、常见的控制策略:对单一电解槽使用启停控制策略实现,需要根据实际的用电负荷进行启停调度。这种方式只考虑了系统的运行成本,未考虑不同电解槽的响应速度和制氢效率的差异,使得虽能消纳光伏能量,但未进一步提高系统产氢量。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供光伏离网电解制氢的能量调度控制方法和系统,利用alk电解槽和pem电解槽在动态响应速度和成本方面的差异性,可同时使用多类型电解槽协同运行的方式,提高了电解槽对光伏波动出力的适应,实现对alk电解槽和pem电解槽的差异化利用,提升能效并控制成本,实现经济效益最大化。
2、第一方面,本专利技术实施例提供了光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,应用于控制系统,所述控制系统包括光伏组件、能量调度管理模块、制
3、所述制氢电源组的输入端与所述光伏组件相连接,所述制氢电源组的输出端与所述电解槽组的一端相连接,所述电解槽组的另一端与所述储氢装置组相连接,所述制氢电源组通过接口与所述能量调度管理模块连接;其中,所述制氢电源组包括多个制氢电源,所述电解槽组包括多个alk电解槽和多个pem电解槽;所述方法包括:
4、通过所述光伏组件获取光伏的输入功率;
5、所述能量调度管理模块控制与所述alk电解槽相连接的制氢电源工作在恒流或恒功率下,以及控制与所述pem电解槽相连接的制氢电源工作在mppt模式下;
6、所述能量调度管理模块根据所述光伏的输入功率设置多个光伏功率区间;
7、根据多个所述光伏功率区间为所述alk电解槽和所述pem电解槽进行功率分配,以及动态调节光伏波动功率。
8、进一步的,每个所述光伏功率区间的条件约束通过以下方式实现:
9、
10、其中,ppemrunmin为所述pem电解槽的运行最小功率,palkreadymin为所述alk电解槽的热备功率下限,ppemdynamic为所述pem电解槽的允许波动功率,表示所述光伏波动功率的限值,palkrunmin为所述alk电解槽的最小运行功率,palkadvise为所述alk电解槽的建议功率,ppemrunmax为所述pem电解槽的最大运行功率,palkrunmax为所述alk电解槽的最大运行功率;p0~p6为所述光伏的输入功率在各个所述光伏功率区间的上下限。
11、进一步的,根据多个所述光伏功率区间为所述alk电解槽和所述pem电解槽进行功率分配,以及动态调节光伏波动功率,包括:
12、当所述光伏的输入功率落入第一区间[0,p0)时,所述alk电解槽对应的所述制氢电源和所述pem电解槽对应的所述制氢电源均不工作;
13、当所述光伏的输入功率落入第二区间[p0,p1)时,所述pem电解槽对应的所述制氢电源开机并开启热备;
14、当所述光伏的输入功率落入第三区间[p1,p2)时,所述alk电解槽开启所述热备;
15、当所述光伏的输入功率落入第四区间[p2,p3)时,所述alk电解槽对应的所述制氢电源开机,所述pem电解槽设置输出功率为所述pem电解槽的运行最小功率与所述pem电解槽的允许波动功率的和,第一剩余能量供所述alk电解槽使用;
16、当所述光伏的输入功率落入第五区间[p3,p4)时,所述alk电解槽设置输出功率为所述alk电解槽的建议功率,第二剩余能量供所述pem电解槽使用;
17、当所述光伏的输入功率落入第六区间[p4,p5)时,所述pem电解槽设置输出功率为所述pem电解槽的最大运行功率与所述pem电解槽的允许波动功率的差值,第三剩余能量供所述alk电解槽使用;
18、当所述光伏的输入功率落入第七区间[p5,p6)时,所述alk电解槽设置输出功率为所述alk电解槽的最大运行功率,第四剩余能量供所述pem电解槽使用。
19、进一步的,所述方法还包括:
20、根据所述pem电解槽的需求功率和所述光伏的输入功率,计算所述alk电解槽的需求功率;
21、根据下式计算所述alk电解槽的需求功率:
22、palk=ppv-ppem
23、其中,palk为所述alk电解槽的需求功率,ppv为所述光伏的输入功率,ppem为所述pem电解槽的需求功率。
24、进一步的,所述方法还包括:
25、所述能量调度管理模块实时采集每个所述制氢电源的电压、电流和功率;
26、根据所述电压、所述电流和所述功率计算总电流和总功率;
27、根据总电流或总功率动态调度每个所述制氢电源的功率。
28、第二方面,本专利技术实施例提供了光伏离网电解制氢的能量调度控制系统,所述控制系统包括光伏组件、能量调度管理模块、制氢电源组、电解槽组和储氢装置组;
29、所述制氢电源组的输入端与所述光伏组件相连接,所述制氢电源组的输出端与所述电解槽组的一端相连接,所述电解槽组的另一端与所述储氢装置组相连接,所述制氢电源组通过接口与所述能量调度管理模块连接;其中,所述制氢电源组包括多个制氢电源,所述电解槽组包括多个alk电解槽和多个pem电解槽;
30、所述光伏组件,用于获取光伏的输入功率;
31、所述能量调度管理模块,用于控制与所述alk电解槽相连接的制氢电源工作在恒流或恒功率下,以及控制与所述pem电解槽相连接的制氢电源工作在mppt模式下;根据所述光伏的输入功率设置多个光伏功率区间;根据多个所述光伏功率区间为所述alk电解槽和所述pem电解槽进行功率分配,以及动态调节光伏波动功率。
32、进一步的,每个所述光伏功率区间的条件约束通过以下方式实现:
33、
34、其中,ppemrunmin为所述pem电解槽的运行最小功率,palkreadymin为所述alk电解槽的热备功率下限,ppemdynamic为所述pem电解槽的允许波动功率,表示所述光伏波动功率的限值,palkrunmin为所述alk电解槽的最小运行功率,palkadvise为所述alk电解槽的建议功率,ppemrunmax为所述pem电解槽的最大运行功率,palkrunmax为所述a本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,应用于控制系统,所述控制系统包括光伏组件、能量调度管理模块、制氢电源组、电解槽组和储氢装置组;
2.根据权利要求1所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,每个所述光伏功率区间的条件约束通过以下方式实现:
3.根据权利要求2所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,根据多个所述光伏功率区间为所述ALK电解槽和所述PEM电解槽进行功率分配,以及动态调节光伏波动功率,包括:
4.根据权利要求1所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
5.根据权利要求1所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
6.一种光伏离网电解制氢的能量调度控制系统,其特征在于,所述控制系统包括光伏组件、能量调度管理模块、制氢电源组、电解槽组和储氢装置组;
7.根据权利要求6所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制系统,其特征在于,每个所述光伏功率区间的条件约束通过以下方式实现:
8.根据权利要求7
9.一种电子设备,包括存储器、处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至5任一项所述的方法。
10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质,其特征在于,所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1至5任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,应用于控制系统,所述控制系统包括光伏组件、能量调度管理模块、制氢电源组、电解槽组和储氢装置组;
2.根据权利要求1所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,每个所述光伏功率区间的条件约束通过以下方式实现:
3.根据权利要求2所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,根据多个所述光伏功率区间为所述alk电解槽和所述pem电解槽进行功率分配,以及动态调节光伏波动功率,包括:
4.根据权利要求1所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
5.根据权利要求1所述的光伏离网电解制氢的能量调度控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
6.一种光伏离...
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