制氢系统的控制方法、装置和制氢系统与流程

    技术2025-08-05  16


    本技术属于制氢领域,尤其涉及一种制氢系统的控制方法、装置和制氢系统。


    背景技术:

    1、在新能源制氢系统中,存在新能源发电侧、制氢侧和储能侧三端口的能量分配,现有的控制算法难以兼顾三端口的能量分配,容易导致系统运行不稳定,影响制氢产量,从而给用户带来经济损失。


    技术实现思路

    1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术提出一种制氢系统的控制方法、装置和制氢系统,能够实现制氢系统的三端动态能量平衡,确保制氢功率匹配发电装置侧功率并可兼顾储能装置的电量管理,保证储能在较佳的电量状态,有效保证系统能够稳定运行,从而有助于提高制氢产量。

    2、第一方面,本技术提供了一种制氢系统的控制方法,所述制氢系统包括发电装置、与所述发电装置连接的储能装置以及分别与所述发电装置和所述储能装置连接的制氢装置;该方法包括:

    3、获取所述发电装置的实际发电功率和所述储能装置的实际荷电值;

    4、基于所述实际发电功率和所述实际荷电值,计算得到所述制氢系统对应的目标制氢功率;

    5、基于所述目标制氢功率,控制所述制氢系统的供电功率,控制所述储能装置的充放电状态以及控制所述发电装置的供电对象。

    6、根据本技术的制氢系统的控制方法,通过实际荷电值与实际发电功率计算目标制氢功率,能够使得目标制氢功率的大小随着发电设备的实际发电功率以及储能装置的实际荷电值的大小而适应性变化,同时基于目标制氢功率动态调节储能装置的充放电状态以对储能装置的实际荷电值进行动态调节,能够实现制氢系统的三端动态能量平衡,确保制氢功率匹配发电装置侧功率并可兼顾储能装置的电量管理,保证储能在较佳的电量状态,有效保证系统能够稳定运行,从而有助于提高制氢产量。

    7、根据本技术的一个实施例,所述基于所述实际发电功率和所述实际荷电值,计算得到所述制氢系统对应的目标制氢功率,包括:

    8、基于所述实际发电功率、所述实际荷电值与目标荷电值之间的差值以及预设功率系数,计算得到所述目标制氢功率;所述目标荷电值为用于使所述储能装置处于可充电且可放电状态下的荷电值。

    9、根据本技术的一个实施例,所述预设功率系数基于如下步骤确定:

    10、基于所述差值的大小以及目标时间值之间的至少一种,确定所述预设功率系数;其中,所述目标时间值为将所述实际荷电值调整至所述目标荷电值所需的时间值。

    11、根据本技术的一个实施例,基于所述目标制氢功率,控制所述储能装置的充放电状态以及控制所述发电装置的供电对象,包括:

    12、在所述目标制氢功率大于所述实际发电功率的情况下,控制所述储能装置和所述发电装置共同给所述制氢系统供电;

    13、在所述目标制氢功率小于所述实际发电功率的情况下,控制所述发电装置给所述储能装置充电以及给所述制氢系统供电;

    14、在所述目标制氢功率等于所述实际发电功率的情况下,控制所述储能装置关闭,并控制所述发电装置给所述制氢系统供电。

    15、根据本技术的一个实施例,所述基于所述目标制氢功率,控制所述制氢系统的供电功率,包括:

    16、在所述目标制氢功率大于最大制氢功率阈值的情况下,基于所述最大制氢功率阈值控制所述制氢系统的供电功率;

    17、在所述目标制氢功率小于最小制氢功率阈值的情况下,基于所述最小制氢功率阈值控制所述制氢系统的供电功率;

    18、在所述目标制氢功率不大于最大制氢功率阈值,且所述目标制氢功率不小于最小制氢功率阈值的情况下,基于所述目标制氢功率控制所述制氢系统的供电功率。

    19、根据本技术的一个实施例,在所述获取所述发电装置的实际发电功率和所述储能装置的实际荷电值之后,所述方法还包括:

    20、基于所述实际荷电值、最大荷电值和最小荷电值,限制所述储能装置的充放电状态或者控制所述发电装置的供电对象。

    21、根据本技术的一个实施例,所述基于所述实际荷电值、最大荷电值和最小荷电值,限制所述储能装置的充放电状态或者控制所述发电装置的供电对象,包括:

    22、在所述实际荷电值大于所述最大荷电值的情况下,对所述储能装置进行限功率充电;

    23、在所述实际荷电值小于所述最小荷电值,且所述目标制氢功率小于最小制氢功率阈值的情况下,控制所述发电装置给所述储能装置充电,并控制所述发电装置停止给所述制氢装置供电。

    24、第二方面,本技术提供了一种制氢系统的控制装置,所述制氢系统包括发电装置、与所述发电装置连接的储能装置以及分别与所述发电装置和所述储能装置连接的制氢装置;该装置包括:

    25、第一处理模块,用于获取所述发电装置的实际发电功率和所述储能装置的实际荷电值;

    26、第二处理模块,用于基于所述实际发电功率和所述实际荷电值,计算得到所述制氢系统对应的目标制氢功率;

    27、第三处理模块,用于基于所述目标制氢功率,控制所述制氢系统的供电功率,控制所述储能装置的充放电状态以及控制所述发电装置的供电对象。

    28、根据本技术的制氢系统的控制装置,通过实际荷电值与实际发电功率计算目标制氢功率,能够使得目标制氢功率的大小随着发电设备的实际发电功率以及储能装置的实际荷电值的大小而适应性变化,同时基于目标制氢功率动态调节储能装置的充放电状态以对储能装置的实际荷电值进行动态调节,能够实现制氢系统的三端动态能量平衡,确保制氢功率匹配发电装置侧功率并可兼顾储能装置的电量管理,保证储能在较佳的电量状态,有效保证系统能够稳定运行,从而有助于提高制氢产量。

    29、第三方面,本技术提供了一种制氢系统,包括:

    30、发电装置;

    31、储能装置,与所述发电装置连接;

    32、制氢装置,分别与所述发电装置和所述储能装置连接;

    33、控制装置,所述控制装置分别与所述发电装置、所述储能装置和所述制氢装置电连接,所述控制装置用于执行如第一方面所述的制氢系统的控制方法。

    34、第四方面,本技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的制氢系统的控制方法。

    35、第五方面,本技术提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的制氢系统的控制方法。

    36、本技术实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果之一:

    37、通过实际荷电值与实际发电功率计算目标制氢功率,能够使得目标制氢功率的大小随着发电设备的实际发电功率以及储能装置的实际荷电值的大小而适应性变化,同时基于目标制氢功率动态调节储能装置的充放电状态以对储能装置的实际荷电值进行动态调节,能够实现制氢系统的三端动态能量平衡,确保制氢功率匹配发电装置侧功率并可兼顾储能装置的电量管理,保证储能在较佳的电量状态,有效保证系统能够稳定运行,从而有助于提高制氢产量。

    38、进一步地,通过目标制氢功率与实际发电功率的大小可以确定储能装置的充放电状态,以在储能装置的实际荷电量较大时给制氢装置供电,在降低实际荷电量以维持母线电压平衡的同时提高制氢效率;在实际荷电量较小时由发电装置给其充电,在保证制氢装置正常工作的同时提高储能装置的实际荷电量以维持母线电压平衡,在发电侧与制氢侧响应速度不同时实现对储能装置的自由充放电控制,从而实现制氢系统的稳定运行,提高制氢产量。

    39、更进一步地,基于制氢工作负荷的上下限对计算得到的目标制氢功率进行限幅,能够降低在发电功率不稳定情况下计算得到的目标制氢功率超过氢工作负荷的上下限而使得制氢装置的输入功率超过限制所带来的安全隐患,确保制氢装置能够在合适的范围内运行,进一步保证制氢系统长期稳定地运行。

    40、再进一步地,通过在对制氢装的输入功率进行限幅的基础上,进一步基于最大荷电值和最小荷电值对储能装置的充放电状态进行限制,能够显著降低在对目标制氢功率进行限幅后所导致的储能装置发生过充或过放等风险,保证制氢系统长期稳定地运行,在提高制氢产量的同时也能延长制氢系统的寿命。

    41、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。


    技术特征:

    1.一种制氢系统的控制方法,其特征在于,所述制氢系统包括发电装置、与所述发电装置连接的储能装置以及分别与所述发电装置和所述储能装置连接的制氢装置;所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的制氢系统的控制方法,其特征在于,所述基于所述实际发电功率和所述实际荷电值,计算得到所述制氢系统对应的目标制氢功率,包括:

    3.根据权利要求2所述的制氢系统的控制方法,其特征在于,所述预设功率系数基于如下步骤确定:

    4.根据权利要求1-3任一项所述的制氢系统的控制方法,其特征在于,基于所述目标制氢功率,控制所述储能装置的充放电状态以及控制所述发电装置的供电对象,包括:

    5.根据权利要求1-3任一项所述的制氢系统的控制方法,其特征在于,所述基于所述目标制氢功率,控制所述制氢系统的供电功率,包括:

    6.根据权利要求1-3任一项所述的制氢系统的控制方法,其特征在于,在所述获取所述发电装置的实际发电功率和所述储能装置的实际荷电值之后,所述方法还包括:

    7.根据权利要求6所述的制氢系统的控制方法,其特征在于,所述基于所述实际荷电值、最大荷电值和最小荷电值,限制所述储能装置的充放电状态或者控制所述发电装置的供电对象,包括:

    8.一种制氢系统的控制装置,其特征在于,所述制氢系统包括发电装置、与所述发电装置连接的储能装置以及分别与所述发电装置和所述储能装置连接的制氢装置;所述装置包括:

    9.一种制氢系统,其特征在于,包括:

    10.根据权利要求9所述的制氢系统,其特征在于,所述制氢装置包括:

    11.根据权利要求9所述的制氢系统,其特征在于,所述储能装置包括:

    12.根据权利要求9-11任一项所述的制氢系统,其特征在于,所述控制装置包括:

    13.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的制氢系统的控制方法。

    14.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述制氢系统的控制方法。


    技术总结
    本申请公开了一种制氢系统的控制方法、装置和制氢系统,属于制氢领域。所述制氢系统的控制方法,包括:获取发电装置的实际发电功率和储能装置的实际荷电值;基于实际发电功率和实际荷电值,计算得到制氢系统对应的目标制氢功率;基于目标制氢功率,控制制氢系统的供电功率,控制储能装置的充放电状态以及控制发电装置的供电对象。本申请的制氢系统的控制方法,能够实现制氢系统的三端动态能量平衡,确保制氢功率匹配发电装置侧功率并可兼顾储能装置的电量管理,保证储能在较佳的电量状态,有效保证系统能够稳定运行,从而有助于提高制氢产量。

    技术研发人员:金结红,李江松,张灿,杨小伟,孙龙林
    受保护的技术使用者:阳光氢能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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