[发明专利]一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法

说明书

本发明涉及一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法，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；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，具体设定直流微网电压稳态值，以及设定最大波动范围；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；结合下一时刻的功率预测信息，计算出下一时刻制氢功率值；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。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其是一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法。

背景技术

氢能被誉为21世纪最具有发展前景的二次能源。风力发电和光伏发电符合国家能源发展战略和环保理念，越来越受到国内外学者的重视。但由于风力发电与光伏发电具有间隙性、无规律性等特点，严重影响电网运行，与储能装协置调配合是解决上诉问题的手段之一。传统储能装置存在容量小、寿命短、维修费用高、污染环境等缺点，与长期可持续发展理念相违背。氢能源清洁、能量密度大、储量丰富、便于储存和运输。因此，通过电解制氢储能，平抑风电光伏上网波动功率，保证风电光伏上网电能品质，是未来全球能源利用重要的发展方向之一。

氢能由于其高热值、高能量密度、清洁燃烧、多相储存等特点，逐渐成为清洁能源阶段的关键和重要载体。氢能的生产、储存和应用技术也受到世界各国的关注。构建可再生能源互补制氢可以充分利用可再生能源，有效减少风能和太阳能的废弃现象。通过多种能源互补，可显著提高整体经济效益，因此，氢能成为各国能源发展战略中的重要一环。

目前看来，可再生能源与氢能的整合仍存在一定的不足。具体来说，制氢的风电/光伏互补系统通常采用交流接入方式，需要大量不必要的电力电子转换环节，导致系统效率和可靠性较低，控制复杂。此外，现有的制氢方法由于其自身的物理特性受制氢和纯度的限制，无法与可再生能源有效协调，在大功率波动下灵活调整。这使得在多能源互补中难以发挥灵活监管的优势。对可再生能源和用户采用直流接入方式，可以减少电力电子转换环节，有效提高系统效率。通过风/光发电技术制氢可实现绿色发电和用电的完美结合，在提高风/光利用率的同时可达到碳零排放的目的。

可再生能源直流微网结构如图1所示，电网通过能量路由器接入直流母线，风机通过AC/DC变流器接入直流母线，光伏通过DC/DC变换器接入直流母线，储能电池通过DC/DC变换器接入直流母线，交流负荷通过AC/DC变流器接入直流母线，制氢电解槽通过DC/DC变换器接入直流母线。

直流微网电压是系统运行的重要参数，只有保证直流微网电压稳定才能提供可靠和高质量的电能。直流微网电压受多种因素的影响，如系统中可再生能源出力的不稳定性、制氢负荷的波动以及储能电池的充放电操作带来的扰动等，需要对这些影响因素进行合理的调度与管理以维持直流微网的实时功率平衡和电压稳定。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种可再生能源直流微网制氢的分区控制方法，在可再生能源直流微网系统中，针对直流微网电压提出了分区控制方式，在5％的电压波动下将系统划分为3个工作模态，控制风机、光伏和储能端口切换模式，得出制氢功率指令，方便制氢装置及时做出调整，以此来保证制氢的高效和直流微网功率的实时平衡。

本发明的技术方案为：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；