[发明专利]非并网风电电解水制氢系统和方法

权利要求书

1.一种非并网风电电解水制氢方法，其特征在于，所述方法包括：

控制模块检测风力发电机组的运行状态，获取当前的风电功率；

当风电功率大于或等于第一预设值时，所述控制模块使全部制氢单元接入电路，并获取此时电解水制氢模块的工作电压，调整整流模块以获得适配的直流母线电压值；

当风电功率小于第一预设值且大于或等于第二预设值时，所述控制模块根据风电功率获取当前最佳的电解水制氢单元接入量和直流母线电压，断开部分支路开关和/或短接部分制氢单元，每个并联支路上短接的制氢单元数量相同，调整整流模块以获得适配的直流母线电压值；

当风电功率小于第二预设值时，直流母线接入公共交流电网，所述控制模块使全部制氢单元接入电路，并通过整流模块调整直流母线电压值至电解水制氢模块的最低维持电压。

2.根据权利要求1所述的非并网风电电解水制氢方法，其特征在于，所述方法还包括：当风电功率从第一设预设值以上减小至第一预设值和第一预设阈值之差以下时，或者，当风电功率从第一预设值以下增大至第一预设值和第一预设阈值之和以上时，所述控制模块发出指令进行工作状态的切换；

所述风电功率从第二预设值以上减小至第二预设值与第二预设阈值之差以下时，或者，当风电功率从第二预设值以下增大至第二预设值和第二预设阈值之和以上时，所述控制模块发出指令进行工作状态的切换。

3.一种利用权利要求1或2所述的非并网风电电解水制氢方法进行风电制氢的非并网风电电解水制氢系统，其特征在于，所述系统包括：风力发电机组、整流模块、电解水制氢模块、储氢模块和控制模块；

所述风力发电机组包括多个风力发电机，每个所述风力发电机与一个所述整流模块的交流侧连接，所述整流模块的直流侧与直流母线连接；

所述电解水制氢模块与所述直流母线连接，所述电解水制氢模块包括j个并联支路，每个并联支路上有k个串联的制氢单元，每个所述制氢单元包括多个电解槽，每个所述并联支路上串联有一个支路开关，每个所述制氢单元并联有一个功率开关，所述功率开关闭合时，所述功率开关对应的制氢单元短路；

所述储氢模块与所述电解水制氢模块通过管道连接，用于储存氢气；

所述控制模块分别与所述风力发电机组、所述整流模块、所述支路开关和所述功率开关连接，用于监控所述风力发电机组的运行状态、根据风力发电机组的风电功率调整电解水制氢模块中制氢单元的接入量、调整所述整流模块的输出、控制所述支路开关和所述功率开关的启闭；

所述直流母线与一个所述整流模块的直流侧连接，所述整流模块的交流侧与公共交流电网连接。

4.根据权利要求3所述的非并网风电电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢模块包括m*n个电解槽，每个所述制氢单元包括n/j个并联支路，每个并联支路上有m/k个串联的电解槽。

5.根据权利要求3所述的非并网风电电解水制氢系统，其特征在于，所述风力发电机组为三相永磁同步发电机或双馈发电机。

6.根据权利要求3所述的非并网风电电解水制氢系统，其特征在于，所述整流模块为三相准Z源整流模块。

7.根据权利要求3所述的非并网风电电解水制氢系统，其特征在于，所述功率开关为电力三极管、金属氧化物半导体场效应管或绝缘栅双极型晶体管；和/或，

所述支路开关为电力三极管、门级可关断晶闸管或绝缘栅双极型晶体管。

8.根据权利要求3所述的非并网风电电解水制氢系统，其特征在于，所述电解槽为单极式离子交换膜电解槽或双极式离子交换膜电解槽。