孤岛风光储制氢系统控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种孤岛风光储制氢系统控制方法及装置，方法包括：首先，采集发电单元的发电功率和储能单元的荷电状态

【技术实现步骤摘要】
孤岛风光储制氢系统控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及由两个或两个以上发电机
、
变换器或变压器对1个网络并联馈电的装置
，具体涉及一种孤岛风光储制氢系统控制方法及装置
。

技术介绍

[0002]为解决能源危机和环境污染问题，以太阳能
、
风能等可再生清洁能源为主的分布式发电得到了广泛的重视
。
大力发展分布式发电技术，可改善以煤
、
石油
、
天然气为主的传统能源结构，缓解能源危机和环境污染问题，促使我国能源
、
经济与环境全面协调可持续发展
。
氢作为一种清洁能源，具有能量密度高
、
容量大
、
寿命长
、
便于储存和传输等特点，通过制氢不仅可以实现电力与燃气的互补转化，还可以直接高效利用
。
[0003]由于可再生能源通常具有随机性和间歇性，大规模接入电网时会引起电力系统的频率和电压波动，恶化电力系统的电能质量，严重时会引起电网振荡失稳甚至崩溃
。
为了解决分布式电源与电网的协调问题，提出了微电网技术
。
[0004]微电网是将一定区域内的分布式电源
、
负荷以及储能设备组合起来构成的一个微型供电网络，既能与大电网并联运行，又可独立运行，满足负荷的不间断供电需求
。
目前，大多数的微电网一般采用交流配电结构，交流配电结构易于连接电网，可在功率充足时将多余能量回馈电网，也可在功率不足时从电网汲取能量
。
但是在某些偏远地区，微电网需要独立运行，系统功率波动完全依赖自身调节，大大提高了对控制的要求
。
[0005]此外，孤岛风光储制氢微电网系统中的电解槽负载较其他普通负载所独有的特性，表现为动态响应缓慢，频繁投切将影响电解槽的使用寿命，因此需要通过恰当的控制对其进行保护
。
再者，微电网存在母线电压波动，功率分配不均等问题，需要制定合适的控制策略对微电网系统进行控制，从而维持系统稳定运行
。
[0006]目前，为了解决上述问题，国内外学者已经做了大量工作，发表多篇文献进行相关研究，例如：
[0007]公开号为
CN109888786A
的专利申请公开了一种交直流混合微电网的控制方法，该方法针对该混合微电网的储能系统进行协调控制，针对直流侧储能
、
交流侧储能以及互联变流器分别给出了系统控制方法
。
但该方法仅在功率层次进行模式研究，没有考虑电池
SOC(
电池荷电状态
)
极限状态的保护与恢复
。
此外，该方法运用并网方式为储能单元补充功率，在源侧功率超限时，限制源侧输入功率，存在控制复杂，弃风弃光功率等问题，并不适用于孤岛制氢系统
。
[0008]在题为“孤岛微电网光储协调控制”文章中，作者王亭岭等针对由分布式储能系统
、
光伏和负载组成的孤岛交流微电网中功率不平衡以及储能系统之间荷电状态
(SOC)
不平衡问题，基于直流母线电压信号，提出光储协调控制策略
。
该策略不仅使用电池平抑母线电压波动，而且充分考虑电池功率分配与电池保护
。
但是此方法在电源侧限制功率，存在弃光功率，且未考虑对电解槽的控制，不适用于电解槽控制
。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种孤岛风光储制氢系统控制方法及装置，可以对制氢单元和储能单元进行控制，以优化孤岛风光储制氢系统的能量管理
。
具体技术方案如下：
[0010]第一方面，提供了一种孤岛风光储制氢系统控制方法，该孤岛风光储制氢系统包括发电单元
、
储能单元
、
制氢单元和卸荷单元，包括：
[0011]获取所述发电单元的发电功率和储能单元的荷电状态；
[0012]通过所述发电功率和荷电状态确定相应的功率分配策略和控制基准参数；
[0013]根据所述功率分配策略进行功率分配，并根据所述控制基准参数对所述储能单元和制氢单元进行控制
。
[0014]结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，根据所述发电功率和荷电状态确定相应的功率分配策略和控制基准参数，包括：
[0015]将所述发电功率和荷电状态与预设的各阈值范围进行比较，确定所述发电功率和荷电状态所处的阈值区间；
[0016]根据所述发电功率和荷电状态所处的阈值区间确定所述功率分配策略和控制基准参数
。
[0017]结合第一方面的第一种可实现方式，在第一方面的第二种可实现方式中，各阈值区间对应的功率分配策略包括：
[0018]当所述发电功率小于最小功率阈值，且所述荷电状态小于状态阈值时，关闭所述制氢单元，将所述储能单元的充电功率调整为发电功率；
[0019]当所述发电功率小于最小功率阈值，且所述荷电状态大于状态阈值时，将所述制氢单元的输入功率调整为最小功率阈值，并控制所述储能单元进行放电，以补充缺额功率；
[0020]当所述发电功率大于最小功率阈值，且小于最大功率阈值时，关闭所述储能单元，将所述制氢单元的输入功率调整为发电功率；
[0021]当所述发电功率大于最大功率阈值时，将所述制氢单元的输入功率调整为最大功率阈值，并开启卸荷单元进行消纳
。
[0022]结合第一方面，在第一方面的第三种可实现方式中，根据所述控制基准参数对所述储能单元进行控制包括：
[0023]获取所述储能单元中逆变器交流侧的电压
d
轴分量
、
电压
q
轴分量
、
电流
d
轴分量和电流
q
轴分量；
[0024]根据所述电压
d
轴分量
、
电压
q
轴分量和控制基准参数确定所述逆变器的电流控制基准参数；
[0025]通过所述逆变器交流侧的电流
d
轴分量
、
电流
q
轴分量和电流控制基准参数确定所述逆变器的控制参数；
[0026]根据所述控制参数对所述逆变器的直流侧电流进行控制
。
[0027]结合第一方面，在第一方面的第四种可实现方式中，根据所述控制基准参数对所述制氢单元进行控制包括：
[0028]获取所述制氢单元中整流器直流侧的电压，以及交流侧的电流
d
轴分量和电流
q
轴分量；
[0029]根据所述整流器直流侧的电压和所述控制基准参数确定所述整流器的交流侧基准参数；
[0030]通过所述整流器交流侧的电流
d
轴分量
、
电流
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种孤岛风光储制氢系统控制方法，该孤岛风光储制氢系统包括发电单元
、
储能单元
、
制氢单元和卸荷单元，其特征在于，包括：获取所述发电单元的发电功率和储能单元的荷电状态；通过所述发电功率和荷电状态确定相应的功率分配策略和控制基准参数；根据所述功率分配策略进行功率分配，并根据所述控制基准参数对所述储能单元和制氢单元进行控制
。2.
根据权利要求1所述的孤岛风光储制氢系统控制方法，其特征在于，根据所述发电功率和荷电状态确定相应的功率分配策略和控制基准参数，包括：将所述发电功率和荷电状态与预设的各阈值范围进行比较，确定所述发电功率和荷电状态所处的阈值区间；根据所述发电功率和荷电状态所处的阈值区间确定所述功率分配策略和控制基准参数
。3.
根据权利要求2所述的孤岛风光储制氢系统控制方法，其特征在于，各阈值区间对应的功率分配策略包括：当所述发电功率小于最小功率阈值，且所述荷电状态小于状态阈值时，关闭所述制氢单元，将所述储能单元的充电功率调整为发电功率；当所述发电功率小于最小功率阈值，且所述荷电状态大于状态阈值时，将所述制氢单元的输入功率调整为最小功率阈值，并控制所述储能单元进行放电，以补充缺额功率；当所述发电功率大于最小功率阈值，且小于最大功率阈值时，关闭所述储能单元，将所述制氢单元的输入功率调整为发电功率；当所述发电功率大于最大功率阈值时，将所述制氢单元的输入功率调整为最大功率阈值，并开启卸荷单元进行消纳
。4.
根据权利要求1所述的孤岛风光储制氢系统控制方法，其特征在于，根据所述控制基准参数对所述储能单元进行控制包括：获取所述储能单元中逆变器交流侧的电压
d
轴分量
、
电压
q
轴分量
、
电流
d
轴分量和电流
q
轴分量；根据所述电压
d
轴分量
、
电压
q
轴分量和控制基准参数确定所述逆变器的电流控制基准参数；通过所述逆变器交流侧的电流
d
轴分量
、
电流
q
轴分量和电流控制基准参数确定所述逆变器的控制参数；根据所述控制参数对所述逆变器的直流侧电流进行控制
。5.
根据权利要求1所述的孤岛风光储制氢系统控制方法，其特征在于，根据所述控制基准参数对所述制氢单元进行控制包括：获取所述制氢单元中整流器直流侧的电压，以及交流侧的电流
d
轴分量和电流
q
轴分量；根据所述整流器直流侧的电压和所述控制基准参数确定所述整流器的交流侧基准参数；通过所述整流器交流侧的电流
d
轴分量
、
电流
q
轴分量和交流侧基准参数确定所述整流器的控制参数；
根据所述控制参数对所述整流器交流侧的电流进行控制
。6.
根据权利要求1所述的孤岛风光储制氢系统控制方法，其特征在于，根据所述控制基准参数对所述制氢单元进行控制包括：根据所述控制基准参数中的电流参考值对所述制氢单元中的变换器的输出电流进行控制
。7.
一种孤岛风光储制氢系统控制装...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩花丽，廖雪松，孙军，陈寒露，胡浩，韦呈春，史帅，刘香滟，周琪，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：