一种具有光伏发电的制氢控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有光伏发电的制氢控制系统，用于控制制氢装置进行制氢，具有光伏发电的制氢控制系统包括：光伏组件、直流汇流箱和制氢电源模块；光伏组件通过直流汇流箱与制氢电源模块的输入端电连接，制氢电源模块的输出端通过公共直流母线与制氢装置的电源端电连接；直流汇流箱用于将光伏组件输出的电信号进行汇总后传输至制氢电源模块；制氢电源模块用于在制氢装置启动时，将直流汇流箱输出的电信号转换为预设启动电压，并提供至制氢装置；制氢电源模块还用于在制氢装置启动后，实时获取制氢装置的温度，且在制氢装置的温度大于或等于预设温度时，将直流汇流箱输出的电信号转换为预设电流信号，并提供至制氢装置，以控制制氢装置进行制氢。控制制氢装置进行制氢。控制制氢装置进行制氢。

【技术实现步骤摘要】
一种具有光伏发电的制氢控制系统


[0001]本专利技术涉及氢能利用技术，特别是一种具有光伏发电的制氢控制系统。

技术介绍

[0002]在全球能源绿色低碳转型大趋势下，为应对气候变化、推动绿色发展，实现“双碳目标”，我国大力发展新能源。光电转换技术作为一种新能源转换技术，其具有光电转换装置的结构简单，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染，且太阳能资源分布广泛、取之不尽、用之不竭，成为当前的最具可持续发展理想特征的可再生能源之一。
[0003]但是，光伏发电容易受到气候影响，其出力具有随机性、波动性，使得在通过光伏发电为制氢装置的电解槽提供的制氢电源信号时，其输出的功率容易受到气候等因素影响，导致制氢的电流会发生波动，影响电解过程，进而影响制氢的质量和稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种具有光伏发电的制氢控制系统，可以高质量低成本且稳定地制氢。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种具有光伏发电的制氢控制系统，用于控制制氢装置进行制氢，包括：光伏组件、直流汇流箱和制氢电源模块；
[0006]所述光伏组件通过所述直流汇流箱与所述制氢电源模块的输入端电连接，所述制氢电源模块的输出端通过公共直流母线与所述制氢装置的电源端电连接；
[0007]所述直流汇流箱用于将所述光伏组件输出的电信号进行汇总后传输至所述制氢电源模块；
[0008]所述制氢电源模块用于在所述制氢装置启动时，将所述直流汇流箱输出的电信号转换为预设启动电压，并提供至所述制氢装置；
[0009]所述制氢电源模块还用于在所述制氢装置启动后，实时获取所述制氢装置的温度，且在所述制氢装置的温度大于或等于预设温度时，将所述直流汇流箱输出的电信号转换为预设电流信号，并提供至所述制氢装置，以控制所述制氢装置进行制氢。
[0010]可选的，所述制氢电源模块具体用于：
[0011]在所述制氢装置启动时，获取所述制氢装置的预设启动电压，并将所述直流汇流箱输出的电信号转换为所述预设启动电压，提供至所述制氢装置；
[0012]在所述制氢装置启动后，实时获取所述制氢装置的为当前温度；
[0013]在所述制氢装置的当前温度大于或等于所述预设温度时，获取所述光伏组件的当前出力和所述制氢电源的输出电压；根据所述光伏组件的当前出力，基于最大功率跟踪算法，确定所述制氢电源模块的输入电压；根据所述制氢电源模块的输入电压和所述制氢电源模块的输出电压，基于PI控制算法，控制所述制氢电源的输出预设电流信号。
[0014]可选的，具有光伏发电的制氢控制系统，还包括：制氢辅助装置和制氢辅助控制
器；
[0015]所述制氢辅助装置包括水泵和冷却机构；
[0016]所述制氢辅助控制器用于：
[0017]获取所述制氢装置中氢气温度和氧气温度；在所述氢气温度和所述氧气温度之和高于温度上限时，控制所述冷却机构启动，对所述制氢装置进行降温，以及在所述氢气温度和所述氧气温度之和低于温度下限时，控制所述冷却机构关闭，停止对所述制氢装置进行降温；和/或，
[0018]获取所述制氢装置的分离器中的压力值和液位值；根据所述压力值和所述液位值，基于PID控制算法，控制所述水泵的工作状态。
[0019]可选的，具有光伏发电的制氢控制系统还包括：飞轮储能装置；
[0020]所述飞轮储能装置分别与所述公共直流母线和所述制氢电源模块连接；
[0021]所述制氢电源模块还用于获取储能调节信号，并根据所述储能调节信号，控制所述飞轮储能装置向所述公共直流母线提供有功功率或无功功率，或者，控制所述飞轮储能装置从所述公共直流母线吸收有功功率或无功功率。
[0022]可选的，所述储能调节信号包括所述公共直流母线电压变化量和/或所述光伏组件的发电功率；
[0023]所述制氢电源模块具体用于：根据所述公共直流母线电压变化量和/或所述光伏组件的发电功率，控制所述飞轮储能装置从所述公共直流母线吸收有功功率或无功功率，或者，控制所述飞轮储能装置向所述公共直流母线输出有功功率或无功功率。
[0024]可选的，控制所述飞轮储能装置向所述公共直流母线提供有功功率或无功功率，或者，控制所述飞轮储能装置从所述公共直流母线吸收有功功率或无功功率，具体为：控制所述飞轮储能装置中飞轮的转速升高或下降，以使所述飞轮储能装置从所述公共直流母线输入或输出功率。
[0025]可选的，所述主控制器还用于在所述飞轮装置投入运行前，获取飞轮储能装置的储能能量，根据所述储能能量，控制所述飞轮储能装置从所述公共直流母线吸收能量，以使所述飞轮储能装置的储能能量达到预设储能能量。
[0026]可选的，所述飞轮储能装置的储能模块包括超级电容器。
[0027]可选的，所述制氢装置的电解槽包括碱性电解槽、质子交换膜电解槽、固体氧化物电解槽中的一种。
[0028]可选的，所述制氢电源模块包括DC/DC斩波电路。
[0029]本专利技术的技术方案，通过直流汇流箱将光伏组件输出的电信号进行汇总后传输至制氢电源模块；制氢电源模块在制氢装置启动时，将直流汇流箱输出的电信号转换为预设启动电压，并提供至制氢装置，并在制氢装置启动后，实时获取制氢装置的温度，且在制氢装置的温度大于或等于预设温度时，将直流汇流箱输出的电信号转换为预设电流信号，并提供至制氢装置，以控制制氢装置进行制氢，从而可以实现高质量低成本且稳定地制氢；同时，采用光伏组件提供电能，能够提高制氢经济性，有利于降低制氢成本。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例提供的一种具有光伏发电的制氢控制系统结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的一种制氢电源模块结构示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例提供的另一种具有光伏发电的制氢控制系统结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0034]在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
[0035]本专利技术使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”。
[0036]需要注意，本专利技术中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对相应内容进行区分，并非用于限定顺序或者相互依存关系。
[0037]需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有光伏发电的制氢控制系统，用于控制制氢装置进行制氢，其特征在于，包括：光伏组件、直流汇流箱和制氢电源模块；所述光伏组件通过所述直流汇流箱与所述制氢电源模块的输入端电连接，所述制氢电源模块的输出端通过公共直流母线与所述制氢装置的电源端电连接；所述直流汇流箱用于将所述光伏组件输出的电信号进行汇总后传输至所述制氢电源模块；所述制氢电源模块用于在所述制氢装置启动时，将所述直流汇流箱输出的电信号转换为预设启动电压，并提供至所述制氢装置；所述制氢电源模块还用于在所述制氢装置启动后，实时获取所述制氢装置的温度，且在所述制氢装置的温度大于或等于预设温度时，将所述直流汇流箱输出的电信号转换为预设电流信号，并提供至所述制氢装置，以控制所述制氢装置进行制氢。2.根据权利要求1所述的具有光伏发电的制氢控制系统，其特征在于，所述制氢电源模块具体用于：在所述制氢装置启动时，获取所述制氢装置的预设启动电压，并将所述直流汇流箱输出的电信号转换为所述预设启动电压，提供至所述制氢装置；在所述制氢装置启动后，实时获取所述制氢装置的为当前温度；在所述制氢装置的当前温度大于或等于所述预设温度时，获取所述光伏组件的当前出力和所述制氢电源的输出电压；根据所述光伏组件的当前出力，基于最大功率跟踪算法，确定所述制氢电源模块的输入电压；根据所述制氢电源模块的输入电压和所述制氢电源模块的输出电压，基于PI控制算法，控制所述制氢电源的输出预设电流信号。3.根据权利要求1所述具有光伏发电的制氢控制系统，其特征在于，还包括：制氢辅助装置和制氢辅助控制器；所述制氢辅助装置包括水泵和冷却机构；所述制氢辅助控制器用于：获取所述制氢装置中氢气温度和氧气温度；在所述氢气温度和所述氧气温度之和高于温度上限时，控制所述冷却机构启动，对所述制氢装置进行降温，以及在所述氢气温度和所述氧气温度之和低于温度下限时，控制所述冷却机构关闭，停止对所述制氢装置进行降温；和/或，获取所述制氢装置的分离器中的压力值和液位值；根据所述压力值和...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，于红，
申请(专利权)人：北京奇稳新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：