[发明专利]光伏制氢站的功率配置方法和装置

说明书

本发明公开了一种光伏制氢站的功率配置方法和装置。其中，应用于光伏发电系统中，光伏发电系统至少包括光伏组件、储能电池以及制氢设备，该方法包括：获取光伏组件的输出功率、储能电池的储能功率以及制氢设备的电解槽功率，其中，储能电池用于稳定光伏发电系统中直流母线的电压；获取光伏发电系统的总成本函数；根据输出功率、储能功率以及电解槽功率确定总成本函数对应的约束条件；基于约束条件确定总成本函数收敛时，光伏组件的目标输出功率以及储能电池的目标储能功率，以使光伏组件输出的目标输出功率的功率波动最小。本发明解决了由于光伏组件输出的功率波动较大，导致制氢设备的安全性能差的技术问题。

技术领域

本发明涉及光伏制氢领域，具体而言，涉及一种光伏制氢站的功率配置方法和装置。

背景技术

随着经济的高速发展，各行各业对能源的需求也越来越高，在环境与经济共同发展的策略下，风机发电和光伏发电也得到了快速发展。其中，光伏发电制氢是目前的热点问题，对光伏发电进行优化，使其安全稳定的生产可保证最大的产氢量。

然而，电解水制氢设备是一个自适应的系统，能够适应20％-150％的功率波动，如果电解水制氢设备发生超过50％的瞬时功率波动，则会引起氧中氢的含量增加，而氧中氢的含量在4-95％的范围内，则会引起爆炸。在实际生产过程中，对氧中氢含量进行监测，通常使其处于0-2％的范围内。

在现有技术中，电解水制氢设备通过检测氧中氢的含量，在检测到氧中氢的含量达到预设值后自动保护停机。该方法虽然能避免氧中氢含量大于5％所引起的爆炸，但仍无法保证电解水制氢电源功率的稳定。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种光伏制氢站的功率配置方法和装置，以至少解决由于光伏组件输出的功率波动较大，导致制氢设备的安全性能差的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种光伏制氢站的功率配置方法，应用于光伏发电系统中，光伏发电系统至少包括光伏组件、储能电池以及制氢设备，该方法包括：获取光伏组件的输出功率、储能电池的储能功率以及制氢设备的电解槽功率，其中，储能电池用于稳定光伏发电系统中直流母线的电压；获取光伏发电系统的总成本函数；根据输出功率、储能功率以及电解槽功率确定总成本函数对应的约束条件；基于约束条件确定总成本函数收敛时，光伏组件的目标输出功率以及储能电池的目标储能功率，以使光伏组件输出的目标输出功率的功率波动最小。

进一步地，光伏制氢站的功率配置方法还包括：获取光伏组件的标称功率以及光伏组件运行时的工作参数；根据工作参数计算光伏组件的发电系数；根据标称功率以及发电系数计算光伏组件的输出功率。

进一步地，光伏制氢站的功率配置方法还包括：获取储能电池的负载额定功率、放电时长、放电深度以及储能电池的直流变流器效率；计算负载额定功率与放电时长的乘积，得到第一结果；计算放电深度与储能电池的直流变流器效率的乘积，得到第二结果；计算第一结果与第二结果的比值，得到储能功率。

进一步地，光伏制氢站的功率配置方法还包括：获取生产单位体积的氢气，制氢设备所耗费的电能以及制氢设备的额定产氢量；计算电能与额定产氢量的乘积，得到电解槽功率。

进一步地，光伏制氢站的功率配置方法还包括：获取光伏组件对应的第一成本、储能电池对应的第二成本以及制氢设备对应的收益成本；计算第一成本与第二成本的和，得到第三成本；计算第三成本与收益成本的差值，得到总成本函数。