新能源复合制氢系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种新能源复合制氢系统及其控制方法，其中，新能源复合制氢系统包括：新能源发电系统、功率变换系统、碱液制氢系统以及非碱液制氢系统；其功率变换系统的输出端，分别与碱液制氢系统的输入电极及非碱液制氢系统的输入电极相连，使得其功率变换系统可以根据新能源发电系统输出能量的多少，选择为碱液制氢系统还是非碱液制氢系统提供制氢能量，进而以非碱液制氢系统代替电池储能实现弱能量区的能量接收，避免能量浪费、提高制氢经济效益。益。益。

【技术实现步骤摘要】
新能源复合制氢系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于制氢
，更具体的说，尤其涉及一种新能源复合制氢系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前常用的水电解技术分为碱液电解技术、PEM(Proton Exchange Membrane，质子交换膜片)电解技术和固体氧化物电解技术。碱液电解槽成本低廉、单槽产气量大、技术成熟，因此，碱液电解技术是最常用的方案；但是，一般在负载小于30％的场景，碱液电解槽会存在气体纯度下降的问题，与光伏早晚间或阴雨天的弱能量区不匹配，与弱风下风力发电的弱能量区也不匹配，因此，碱液电解技术的应用方案容易造成能量浪费，制氢经济效益较低。
[0003]现有技术方案中，在制氢系统中配置一定的电池储能，来吸收弱能量区的能量；但是电池价格昂贵，会造成投资成本的显著增加；并且，电池寿命终结会造成环境污染，电池的回收基本没有经济性可言，进而造成制氢的经济效益较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种新能源复合制氢系统及其控制方法，用于解决现有技术由于引入电池储能来吸收弱能量区的能量而导致制氢经济效益低的问题。
[0005]本专利技术第一方面公开了一种新能源复合制氢系统，包括：新能源发电系统、功率变换系统、碱液制氢系统及非碱液制氢系统；其中：
[0006]所述新能源发电系统的输出端与所述功率变换系统的输入端相连；
[0007]所述功率变换系统的输出端，分别与所述碱液制氢系统的输入电极及所述非碱液制氢系统的输入电极相连。
[0008]可选的，所述功率变换系统包括：功率变换器和两个开关单元；其中：
[0009]所述功率变换器的输入端作为所述功率变换系统的输入端；
[0010]所述功率变换器的输出端分别与两个开关单元的第一端相连；
[0011]两个开关单元的第二端分别作为所述功率变换系统两个输出端，与对应制氢系统的输入电极相连；
[0012]两个开关单元的控制端、所述碱液制氢系统的通信端及所述非碱液制氢系统的通信端，均与所述功率变换器的通信端相连。
[0013]可选的，所述功率变换系统包括：两个功率变换器；其中：
[0014]两个功率变换器的输入端并联，连接点作为所述功率变换系统的输入端；
[0015]两个功率变换器的输出端分别作为所述功率变换系统的两个输出端，与对应制氢系统的输入电极相连；
[0016]两个功率变换器的通信端，分别与对应制氢系统的通信端相连；
[0017]两个功率变换器之间采用主从控制。
[0018]可选的，所述功率变换系统包括：系统控制器和两个功率变换器；其中：
[0019]两个功率变换器的输入端并联，连接点作为所述功率变换系统的输入端；
[0020]两个功率变换器的输出端分别作为所述功率变换系统的两个输出端，与对应制氢系统的输入电极相连；
[0021]两个功率变换器的通信端，分别与对应制氢系统的通信端相连；
[0022]两个功率变换器通过所述系统控制器实现集中控制。
[0023]可选的，若所述新能源发电系统为光伏发电系统，则所述功率变换器为DC/DC变换器；
[0024]若所述新能源发电系统为风力发电系统，则所述功率变换器为AC/DC变换器。
[0025]可选的，所述碱液制氢系统的容量配置大于所述非碱液制氢系统的容量配置。
[0026]可选的，所述非碱液制氢系统为PEM制氢系统和固体氧化物制氢系统中的至少一个。
[0027]本专利技术第二方面公开了一种新能源复合制氢系统的控制方法，应用于本专利技术第一方面公开的新能源复合制氢系统的控制器，所述新能源复合制氢系统的控制方法包括：
[0028]判断所述新能源复合制氢系统中新能源发电系统的输出能量是否满足所述新能源复合制氢系统中碱液制氢系统的制氢要求；
[0029]若所述新能源发电系统的输出能量不满足所述碱液制氢系统的制氢要求，则控制所述新能源复合制氢系统中功率变换系统为所述新能源复合制氢系统中非碱液制氢系统提供制氢能量；
[0030]若所述新能源发电系统的输出能量满足所述碱液制氢系统的制氢要求，则控制所述功率变换系统至少为所述碱液制氢系统提供制氢能量。
[0031]可选的，判断所述新能源复合制氢系统中新能源发电系统的输出能量是否满足所述新能源复合制氢系统中碱液制氢系统的制氢要求，包括：
[0032]根据实时采集得到的所述新能源发电系统的输出能量信息，进行MPPT(Maximum PowerPointTracking，最大功率点跟踪)运算，确定所述碱液制氢系统的制氢理论输入值；
[0033]判断所述制氢理论输入值是否大于所述碱液制氢系统的制氢最小限制值；
[0034]若所述制氢理论输入值大于所述碱液制氢系统的制氢最小限制值，则判定所述新能源发电系统的输出能量满足所述碱液制氢系统的制氢要求；
[0035]若所述制氢理论输入值小于等于所述碱液制氢系统的制氢最小限制值，则判定所述新能源发电系统的输出能量不满足所述碱液制氢系统的制氢要求。
[0036]可选的，若所述功率变换系统包括两个功率变换器：为所述碱液制氢系统提供制氢能量的第一功率变换器，以及，为所述非碱液制氢系统提供制氢能量的第二功率变换器，则控制所述功率变换系统至少为所述碱液制氢系统提供制氢能量，包括：
[0037]先控制所述第一功率变换器运行、所述第二功率变换器待机；
[0038]再在所述制氢理论输入值大于所述碱液制氢系统的调节指令值或制氢限值时，控制所述第一功率变换器以所述调节指令值或所述制氢限值为输出参考值运行、所述第二功率变换器以所述制氢理论输入值减去所述第一功率变换器的输出参考值的差值为输出参考值运行。
[0039]可选的，在所述制氢理论输入值大于所述碱液制氢系统的调节指令值或制氢限值
时，控制所述第一功率变换器以所述调节指令值或所述制氢限值为输出参考值运行、所述第二功率变换器以所述制氢理论输入值减去所述第一功率变换器的输出参考值的差值为输出参考值运行，包括：
[0040]判断所述第一功率变换器是否接收到所述调节指令值；
[0041]若所述第一功率变换器接收到所述调节指令值，则判断所述制氢理论输入值是否大于所述调节指令值；若大于，则控制所述第一功率变换器以所述调节指令值为输出参考值运行、所述第二功率变换器以所述制氢理论输入值减去所述调节指令值的差值为输出参考值运行；否则，控制所述第一功率变换器以所述制氢理论输入值为输出参考值运行、所述第二功率变换器待机；
[0042]若所述第一功率变换器未接收到所述调节指令值，则判断所述制氢理论输入值是否大于所述制氢限值；若大于，则控制所述第一功率变换器以所述制氢限值为输出参考值运行、所述第二功率变换器以所述制氢理论输入值减去所述制氢限值的差值为输出参考值运行；否则，控制所述第一功率变换器以所述制氢理论输入值为输出参考值运行、所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源复合制氢系统，其特征在于，包括：新能源发电系统、功率变换系统、碱液制氢系统及非碱液制氢系统；其中：所述新能源发电系统的输出端与所述功率变换系统的输入端相连；所述功率变换系统的输出端，分别与所述碱液制氢系统的输入电极及所述非碱液制氢系统的输入电极相连。2.根据权利要求1所述的新能源复合制氢系统，其特征在于，所述功率变换系统包括：功率变换器和两个开关单元；其中：所述功率变换器的输入端作为所述功率变换系统的输入端；所述功率变换器的输出端分别与两个开关单元的第一端相连；两个开关单元的第二端分别作为所述功率变换系统两个输出端，与对应制氢系统的输入电极相连；两个开关单元的控制端、所述碱液制氢系统的通信端及所述非碱液制氢系统的通信端，均与所述功率变换器的通信端相连。3.根据权利要求1所述的新能源复合制氢系统，其特征在于，所述功率变换系统包括：两个功率变换器；其中：两个功率变换器的输入端并联，连接点作为所述功率变换系统的输入端；两个功率变换器的输出端分别作为所述功率变换系统的两个输出端，与对应制氢系统的输入电极相连；两个功率变换器的通信端，分别与对应制氢系统的通信端相连；两个功率变换器之间采用主从控制。4.根据权利要求1所述的新能源复合制氢系统，其特征在于，所述功率变换系统包括：系统控制器和两个功率变换器；其中：两个功率变换器的输入端并联，连接点作为所述功率变换系统的输入端；两个功率变换器的输出端分别作为所述功率变换系统的两个输出端，与对应制氢系统的输入电极相连；两个功率变换器的通信端，分别与对应制氢系统的通信端相连；两个功率变换器通过所述系统控制器实现集中控制。5.根据权利要求2-4任一所述的新能源复合制氢系统，其特征在于，若所述新能源发电系统为光伏发电系统，则所述功率变换器为DC/DC变换器；若所述新能源发电系统为风力发电系统，则所述功率变换器为AC/DC变换器。6.根据权利要求1-4任一所述的新能源复合制氢系统，其特征在于，所述碱液制氢系统的容量配置大于所述非碱液制氢系统的容量配置。7.根据权利要求1-4任一所述的新能源复合制氢系统，其特征在于，所述非碱液制氢系统为PEM制氢系统和固体氧化物制氢系统中的至少一个。8.一种新能源复合制氢系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一所述的新能源复合制氢系统的控制器，所述新能源复合制氢系统的控制方法包括：判断所述新能源复合制氢系统中新能源发电系统的输出能量是否满足所述新能源复合制氢系统中碱液制氢系统的制氢要求；若所述新能源发电系统的输出能量不满足所述碱液制氢系统的制氢要求，则控制所述
新能源复合制氢系统中功率变换系统为所述新能源复合制氢系统中非碱液制氢系统提供制氢能量；若所述新能源发电系统的输出能量满足所述碱液制氢系统的制氢要求，则控制所述功率变换系统至少为所述碱液制氢系统提供制氢能量。9.根据权利要求8所述的新能源复合制氢系统的控制方法，其特征在于，判断所述新能源复合制氢系统中新能源发电系统的输出能量是否满足所述新能源复合制氢系统中碱液制氢系统的制氢要求，包括：根据实时采集得到的所述新能源发电系统的输出能量信息，进行最大功率点跟踪MPPT运算，确定所述碱液制氢系统的制氢理论输入值；判断所述制氢理论输入值是否大于所述碱液制氢系统的制氢最小限制值；若所述制氢理论输入值大于所述碱液制氢系统的制氢最小限制值，则判定所述新能源发电系统的输出能量满足所述碱液制氢系统的制氢要求；若所述制氢理论输入值小于等于所述碱液制氢系统的制氢最小限制值，则判定所述新能源发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷雨，赵为，李江松，徐君，王腾飞，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：