[发明专利]新能源电站和直流耦合离网制氢系统及其控制方法

说明书

本发明提供的新能源电站和直流耦合离网制氢系统及其控制方法，其新能源电源系统的电能通过电源侧变换器系统输出至高压传输母线，再经由高压传输母线传输至制氢侧变换器系统，进而使制氢侧变换器系统为制氢槽系统供电。也即通过为新能源电源系统和制氢槽系统分别提供能量变换系统，在新能源电源系统与制氢槽系统之间距离较远时，由两个能量变换系统中间的高压传输母线进行电能的远距离传输，避免了现有技术中低电压传输带来的线缆损耗和传输成本高的问题。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种新能源电站和直流耦合离网制氢系统及其控制方法。

背景技术

近些年，新能源发电，比如光伏发电和风力放电，获得了迅猛发展，但是由于其发电不稳定、能量密度低的缺点，常需要储能系统进行配合；氢气作为一种从制取到终端使用完全无污染的储能介质，适于配合新能源发电来弥补上述缺点。目前商业化的新能源发电制氢系统大都采用并网方案，但是其存在能源利用率低、系统成本高以及谐波成分大等缺点。

为解决交流制氢系统的种种缺点，现有技术中提出了直流耦合离网制氢系统的方案，无需连接电网，如图1所示，新能源电源通过DC/DC变换器或者AC/DC变换器与制氢槽系统相连接，为其制氢槽提供制氢所需能量，制氢槽产生氢气与氧气并存储在储氢/氧系统。这样能够提高能源利用率，并且控制简单；但是，现有技术中的直流耦合离网制氢系统，其新能源设备与制氢设备之间一般距离较远，由于两者的电压等级均较低，因此存在较高的线缆损耗和传输成本。

发明内容

本发明提供一种新能源电站和直流耦合离网制氢系统及其控制方法，以解决现有技术中线缆损耗和传输成本高的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本发明一方面提供一种直流耦合离网制氢系统，包括：新能源电源系统、电源侧变换器系统、制氢侧变换器系统、通信单元以及制氢槽系统；其中：

所述新能源电源系统包括至少一个新能源电源；

所述电源侧变换器系统的输入端与所述新能源电源系统相连，所述电源侧变换器系统的输出端分别与高压传输母线的正负极相连；

所述制氢侧变换器系统的输入端分别与所述高压传输母线的正负极相连；所述制氢侧变换器系统的输出端与所述制氢槽系统的制氢槽供电端相连；

所述通信单元分别与所述制氢侧变换器系统和所述制氢槽系统的控制柜相连。

优选的，所述电源侧变换器系统包括多个第一变换器；

各个所述第一变换器的输出端串联，串联的两端分别作为所述电源侧变换器系统的输出端；

各个所述第一变换器的输入端分别接收互不相同的、至少一个新能源电源的输出电能；或者，各个所述第一变换器的输入端并联，接收各个新能源电源的并联输出电能。

优选的，所述制氢侧变换器系统包括多个第二变换器；

各个所述第二变换器的输入端串联，串联的两端分别作为所述制氢侧变换器系统的输入端；

各个所述第二变换器的输出端并联，并联的两端作为所述制氢侧变换器系统的输出端。

优选的，所述新能源电源包括：一个光伏组串，或者，多个光伏组串以及接收多个光伏组串输出电能的汇流箱；

所述第一变换器为DC/DC变换器。

优选的，所述新能源电源包括：风机，以及，与所述风机相连的双馈感应电机或者永磁同步发电机；

所述第一变换器为AC/DC变换器。

优选的，所述第一变换器为：隔离型或非隔离型的，升压拓扑、降压拓扑或升/降压拓扑中的任意一种；