[发明专利]一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法

权利要求书

1.一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：监测运行数据，当各单元运行时，由能量管理系统获取当前直流微网电压值、风机端口功率值、光伏端口功率值、储能端口功率值、交流负荷功率值，制氢功率值，并作为步骤二的输入；

步骤二：基于设定值和预设值判定工作分区并结合预测信息计算下一时刻制氢功率，具体包括：设定直流微网电压稳态值为U_ref，以及设定最大波动范围，预先设置每个工作模态的工作电压阈值，直流微网电压改变时直流微网的工作模态随之变换；将步骤一的输出作为步骤二的输入，结合预设值，判定分区工作区域；结合下一时刻t2的功率预测信息，包括下一时刻风机端口功率预测值，下一时刻光伏端口功率预测值，下一时刻储能端口功率预测值以及下一时刻交流负荷功率预测值，并计算出各端口的下一时刻制氢功率值，作为步骤三的输入；

步骤三：执行控制指令，把步骤二输出的制氢功率值作为系统的动作信号，并执行对应的控制指令，作出跟踪调整，完成系统运行优化。

2.根据权利要求1所述的一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法，其特征在于，所述步骤一具体为：监测运行数据，当各单元运行时，由能量管理系统获取当前时刻t₁直流微网电压值U_dc-t1、风机端口功率值P_w-t1、光伏端口功率值P_v-t1、储能端口功率值P_c-t1、交流负荷功率值P_L-t1，制氢功率值P_H-t1。

3.根据权利要求1所述的一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法，其特征在于，所述步骤二：基于设定值和预设值判定工作分区并结合预测信息计算下一时刻制氢功率具体包括：

可再生能源直流微网能量管理系统将步骤一的输出作为输入，结合直流微网电压的预设值U_ref，进行工作区域划分，以及结合下一时刻t2的功率预测信息，包括下一时刻风机端口功率预测值P_w-t2，下一时刻光伏端口功率预测值P_v-t2，下一时刻储能端口功率预测值P_c-t2以及下一时刻交流负荷功率预测值P_L-t2，并计算出各端口的下一时刻制氢功率值P_H-t2。

4.根据权利要求3所述的一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤3.1、如果0.95U_ref≤U_dc-t1≤1.05U_ref，且时，判断：

当U_dc-t11.02U_ref：

|U_ref-k₁U_dc-t1|≤ξ且

系统此时工作与III区，功率冗余，由电解槽消纳，对应的t2时刻的制氢功率为：

当U_dc-t11.02U_ref：

|U_ref-k₁U_dc-t1|≤ξ且P_c-t2＝0

系统此时工作于II区，可再生能源与负荷功率平衡，对应的t2时刻的制氢功率为：

P_H-t2＝(|P_w-t2+P_v-t2|-|P_L-t2|)(B₂|1.02U_ref-U_dc-t1|+B₃)

步骤3.2、如果0.95U_ref≤U_dc-t1≤1.05U_ref且时，判断：

当U_dc-t10.98U_ref：

|U_ref-k₁U_dc-t1|≤ξ且P_c-t2＝0

系统此时工作于II区，可再生能源与负荷功率平衡，对应的t2时刻的制氢功率为：

P_H-t2＝(|P_w-t2+P_v-t2|-|P_L-t2|)(B₂|U_dc-t1-0.98U_ref|+B₃)

当U_dc-t10.98U_ref：

|U_ref-k₁U_dc-t1|≤ξ且

系统此时工作于I区，可再生能源与负荷功率不平衡，出现功率缺额，储能电池作为补充，此时对应的t2时刻的制氢功率为：

当U_dc-t10.95U_ref时，系统可提供功率不能满足当前负荷要求，需减小负载：

P_L-t2＝P_L-t1·k_soci，其中k_soci1；

当U_dc-t11.05U_ref时，为维持直流微网电压，风机和光伏均处于恒压模式，系统无动作；

经过计算在各个工作模态下输出制氢功率值P_H-t2和交流负载功率值P_L-t2；

其中，δ_H，k₁，k_i，ξ，B₁，B₂，B₃，k_soci分别是直流微网电压的增量变化阈值、MPPT电压跟随系数、储能电池下垂系数、固定电压跟随阈值、第一功率增量因子、第二功率增量因子、功率下限系数和储能SOC切换负载阈值系数。