[发明专利]一种直流耦合离网制氢系统及其控制方法

说明书

本发明提供的直流耦合离网制氢系统及其控制方法，该直流耦合离网制氢系统中，其变换器系统中的各个功率变换器，输入端并联至新能源系统的输出端，输出端分别与各自对应的制氢槽系统的制氢槽供电端相连；并且，其变换器系统中的系统控制器能够对所述新能源系统输出的电能进行MPPT运算，再根据运算得到的最大功率点信息控制相应个数的功率变换器运行；即便制氢槽系统的制氢槽为碱液电解槽时，也能够通过上述原理有效均衡新能源系统的功率波动与碱液电解槽的功率特性要求。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种直流耦合离网制氢系统及其控制方法。

背景技术

随着能源发展向着绿色、清洁的方向发展，氢气由于其利用产物是水，可以真正做到零排放、无污染，被看作是最具应用前景的清洁能源之一，在燃料电池、储能、新能源汽车等行业得到越来越广泛的应用。水电解制氢具有纯度高，效率高、排碳量少等优点，在众多制氢方式中脱颖而出。

图1所示为典型的直流耦合离网制氢系统；PV系统产生的直流电通过DC/DC变换器(或者风机系统产生的交流电通过AC/DC变换器)，输出给多个制氢槽系统，由各个制氢槽系统中的电解槽将水中的氢置换出来，然后将得到的氢气和氧气输送至储氢/氧系统。

实际应用中，制氢槽系统多采用碱性电解槽来进行电解制氢，但碱性电解槽有最小电流/电压限制要求，而新能源功率具有波动性，若不能达到其限制要求，则将导致碱性电解槽的产气纯度低、主动停机，甚至会带来安全危险。

发明内容

本发明提供一种直流耦合离网制氢系统及其控制方法，以解决现有技术中电解槽输入功率不平稳的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本发明第一方面提供了一种直流耦合离网制氢系统，包括：新能源系统、变换器系统以及至少两个制氢槽系统；其中：

所述变换器系统包括多个功率变换器；

各个功率变换器的输入端，均与所述新能源系统的输出端相连；

各个功率变换器的输出端，分别与各自对应的制氢槽系统的制氢槽供电端相连；

所述变换器系统中的系统控制器用于对所述新能源系统输出的电能进行MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)运算，并根据运算得到的最大功率点信息控制相应个数的功率变换器运行。

可选的，所述制氢槽系统的制氢槽为：碱液电解槽、PEM电解槽及固体氧化物电解槽中的任意一种。

可选的，所述变换器系统中，各个功率变换器分别通过自身的内置控制器实现主从控制，且作为通信主机的内置控制器为所述系统控制器；

或者，

所述变换器系统中，各个功率变换器的内置控制器，分别通过所述系统控制器实现集中控制。

可选的，所述变换器系统中，各个功率变换器分别通过自身的内置控制器，与自身所连接的制氢槽系统的控制柜通信连接。

可选的，所述新能源系统包括：至少一个光伏发电支路，和/或，至少一个风力发电支路；

并且，各个发电支路的输出端均与所述新能源系统的输出端相连。

可选的，所述光伏发电支路包括：至少一个光伏组串；各个光伏组串的两端分别用于连接所述新能源系统的输出端；

各个光伏组串所连接的功率变换器为DC/DC变换器。

可选的，所述光伏发电支路还包括：至少一个汇流箱；

所述汇流箱的输入侧用于连接相应个数的光伏组串；