氢能专利库

本发明公开了一种面向可再生能源制氢的电解槽集群双层智能调度方法及系统，包括：智能决策引擎和聚合执行层；智能决策引擎通过比较设备边际启停成本与电网边际购电成本决策出最优电解槽子集，并根据健康指数分配调度角色形成聚合分组；聚合执行层将电解槽聚合成虚拟电解槽，求解功率计划曲线后分解为每台实际电解槽的调度指令。本发明能够解决运行经济性决策、资产健康管理及供需匹配可行性问题，优化全生命周期制氢成本，提升计算效率与工程实用性。

本发明公开了一种基于用电空间动态试探的离网光储一体机制氢协同控制系统，属于新能源发电与电解制氢协同控制领域，系统包括离网光储一体机模块、多台电解槽模块及控制模块。控制模块通过实时采集系统运行数据，判断是否满足用电空间动态试探的触发条件；若满足，则计算系统总上调能力，并对各电解槽进行设备级指令跟踪能力动态校验以筛除不具备跟踪能力的设备；基于校验结果动态确定系统当前的安全可上调功率空间；并基于该空间及储能状态生成功率调节指令。本发明通过主动试探与双重安全闭环，解决了离网场景下光伏出力波动与电解槽刚性约束间的矛盾，显著提升了系统运行安全性、波动性新能源消纳率及动态工况适应性。

本发明涉及一种光伏制氢模块化系统，包括：光伏阵列子系统，用于提供电能；制氢子系统，用于制备氢气；制氢子系统包括：第一制氢模块和第二制氢模块；第一制氢模块，用于通过所提供的电能，制备氢气；第二制氢模块，用于根据输入功率，自动启停，制备氢气；其中，第一制氢模块和第二制氢模块并联连接，光伏阵列子系统和制氢子系统连接。本发明通过将LLC隔离型谐振变换器应用于光伏制氢系统，利用其软开关特性，使得开关管实现ZVS和ZCS，降低开关管损耗；在满足设计指标范围内，优化变换器参数，使其工作于谐振点附近，提高能量传输效率；增大了输入电压范围，当电压范围变化较大时，依然可以高效运行，有利于系统稳定性。

本发明公开了一种紧凑型制氢系统及其控制方法，系统包括：高压侧电压采样装置、高压侧电流采样装置、高压侧缓冲电路、高压侧断路器、变压器、低压侧电流采样装置、变流器、直流侧电压采样装置、直流侧电流采样装置和电解槽；电网通过所述高压侧断路器与所述变压器的高压侧连接，所述变压器的低压侧与所述变流器的交流侧连接，所述变流器的直流侧与所述电解槽连接。本发明将变压器和变流器作为一个整体进行控制和设计，减少缓冲电路个数，省掉低压侧断路器，采用统一的缓冲回路，降低系统成本；省略变流器内部电感，减小电感损耗，节省低压侧断路器和缓冲回路；缩短变压器和变流器之间导线距离，降低成本，提高效率。

本发明公开了一种含风力发电的制氢系统优化方法及系统，其中方法包括以下步骤：对含风力发电的制氢系统的相关成本进行分析，获得收益函数；基于所述收益函数，建立比较分析模型；对所述比较分析模型进行求解，获取最优配置方案，所述最优配置方案用于对含风力发电的制氢系统的容量进行优化配置。与传统的容量优化配置方案相比，本发明能够从多个价格进行敏感性分析，通过调整不同的氢能价格和并网价格，观察整体的收益变化，实现整体的收益最高，使得配置的方案更符合实际状况。采用制氢系统作为储能元件，减少了风电的资源浪费，提高了资源利用率。

本申请提供了一种用于控制三相变流器的方法，该方法包括：获取交流侧的输入电压实际值和输入电流实际值，以及直流侧的输出电压实际值和输出电流实际值；分别对输入电压实际值和输入电流实际值进行坐标变换，以确定在两相旋转坐标系下与输入电压实际值对应的第一电压实际值、与输入电流实际值对应的第一电流实际值与第二电流实际值；根据第一电流基准值和第一电流偏差值，确定第一电流参考值；根据第一电压参考值和第一电压实际值，确定第二电流参考值；以及根据第一电流参考值、第一电流实际值、第二电流参考值和第二电流实际值，确定用于控制三相变流器的控制信号。本申请还提供了一种三相变流器。

本发明公开一种电解水制氢系统的功率调度与分配方法及装置，方法包括，设置并初始化电解槽效率曲线数据、控制参数、发电参数、制氢电解槽参数及约束条件；获取功率预测数据、电解槽状态信息及发电设备数据；对发电设备数据进行判断，基于判断结果计算发电设备给定功率；基于电解槽状态信息及功率预测数据，得到电解槽启停指令，并根据效率最优原则计算每台电解槽给定功率，根据电解槽状态信息生成保温保压指令；根据电解槽状态信息，对电解水制氢系统进行故障预警及保护；对应装置包括：功率调度单元、负荷功率分配单元、第一路由器、第二路由器、风电功率控制单元、光伏功率控制单元、显示单元和由多个就地控制器组成的阵列。

本申请公开了一种电解水制氢系统及制氢方法，包括：隔离变压器、电力电子变流器、主控单元、第一电解槽、第二电解槽、电解液循环泵、变频器、氢‑液分离装置、氢气纯化装置、电解液箱、热交换器、补水系统、冷却系统、氧‑液分离装置、第一流量传感器、第二流量传感器、第一温度采集模块、第二温度采集模块。本申请还公开了一种电解水制氢方法，能够实现有功功率、无功功率的控制，同时还提出了电解槽快速升温的控制方法。本申请有利于降低电力电子变流器造价，降低电缆成本及电缆损耗，还可以通过控制实现电解槽的快速升温启动。

本发明专利公开了一种双极型电解水制氢装置及其控制方法，本发明专利公开的一种双极型电解水制氢装置包括：中压开关柜、降压隔离变压器、双极型制氢变流器、双极型电解槽；双极型制氢变流器包括：输入断路器、预充电电路、第一电流传感器、第二电流传感器、输入滤波电抗器、可控整流单元、正母线滤波电容、负母线滤波电容、双极交错Buck变换电路、正极输出滤波器、负极输出滤波器、正极输出电流传感器、负极输出电流传感器、中线电流传感器、主控制单元。所述方法主要包括整流稳压控制、母线电压中性点电位控制、共模漏电流抑制控制、输出电流控制及故障保护控制。本专利所述一种双极型电解水制氢装置能够实现单位功率因数运行降低变压器和线路损耗，双极输出能够提高电压降低输出电流。

本发明公开一种制氢电解槽状态监测装置及方法，包括流量传感器、电流传感器、热敏电阻、信号采集板、中央计算机及显示器；所述流量传感器设置在制氢电解槽的电解液管道内，所述电流传感器设置在制氢电解槽的电源线上，所述热敏电阻设置在制氢电解槽内部，所述信号采集板与所述传感模块、热敏电阻及中央计算机连接。所述中央计算机与所述显示器连接；通过上述技术方案，本发明能够有效实现制氢电解槽健康状态在线检测。

一种含电解水制氢风电场的一次调频控制方法及控制装置，所述含电解水制氢设备的风电场控制装置包括：主控制器模块、第一通信模块、第二通信模块辅、信号采集模块、助供电单元和监视与数据存储单元；所述的一次调频控制方式基于频率偏差主动条件风电场的上网功率，上网功率通过调节制氢设备的功率实现，即风电场上网功率等于风电机组发电功率减制氢设备消耗功率。本发明专利能使风电场具备了类似常规火电厂的一次调频能力，具有很好的电网友好性，并能够通过电解水制氢降低弃风电量损失，提高风电场的经营效益。

本发明专利公开了一种基于双交错BUCK串联拓扑的制氢电源及其控制方法，本专利公开的制氢电源包括预充电电路、直流断路器、直流母线电容、熔断器、2组交错BUCK电路、2组滤波电路、3个电流采样单元、2个电压采样单元。本发明专利中的2组交错BUCK电路串联，BUCK电路中点与母线电容中点以及制氢电解槽中点相连接并接地，电容输出采用LC滤波电路进行滤波。采用双BUCK串联的拓扑，可以提高电源的输入电压等级，每组BUCK电路又采用了交错并联结构，实现更大功率等级的电力传输。本专利所述制氢电源的控制方法主要通过调节BUCK电路的开关管占空比实现输出电流的控制，同时控制母线电容的电压。本发明专利所提及的制氢电源适用于大规模光伏或风电电解水制氢系统。

本发明专利公开了一种光伏电解水制氢系统及控制方法，包括光伏电池组件、三电平制氢电源、电解槽、监测单元、氢气纯化单元、供水循环单元、控制单元。本发明专利光伏电池组件直接接入制氢电源，制氢电源实现光伏组件的最大功率跟踪控制，并能够实现电解槽的电流控制；制氢电源采用基于飞跨电容的三电平拓扑，能够提高工作电压等级，通过并联使用，可以提高电解水的功率等级。本发明专利能够实现大规模光伏离网制氢，具有转换效率高、功率大的特点。