一种光伏制氢方法、装置及计算机设备与流程

本发明涉及新能源，尤其涉及一种光伏制氢方法、装置及计算机设备。

背景技术：

1、随着可再生能源的日益重要，光伏发电技术得到了广泛的应用。在光伏制氢系统中，光伏板将光能转化为直流电，然后通过变流器将直流电转换为符合电解槽工作需求的电压。然而，光伏板的输出电压受到光照、温度等因素的影响，具有较大的波动性。为了确保电解槽的正常工作，需要对光伏板的输出电压进行调整。

2、现有技术中，光伏制氢系统采用光伏dc/dc变换器与光伏变流器相连接形成直流母线，从直流母线连接第二级dc/dc变换器，其输出侧连接电解槽设备。但是该系统存在容错率低的情况。当电解槽前级dc/dc变换器发生故障后，整个光伏制氢系统无法工作。同时，如果前级dc/dc变换器频繁发生故障并进行重启，会导致电解槽两端电压发生剧烈变化，从而影响电解槽设备寿命。

技术实现思路

1、为提高光伏制氢系统的容错率，稳定电解槽设备的输入电压，本发明提出了一种光伏制氢方法、装置及计算机设备。

2、第一方面，本发明提供了一种光伏制氢方法，应用于一种光伏制氢系统，系统包括：光伏板、一级dc/dc变换器、二级dc/dc变换器、整流器和电解槽；光伏板，依次通过一级dc/dc变换器、二级dc/dc变换器与电解槽连接；二级dc/dc变换器与整流器并联，方法包括：

3、获取第一电压，第一电压为当前时刻光伏板的输出电压；

4、根据第一电压和预设电压，确定目标变流器，目标变流器为二级dc/dc变换器，或，整流器；

5、通过目标变流器，对第一电压进行调整，得到第二电压，第二电压为当前时刻用于支撑电解槽工作的电压。

6、通过上述方法，考虑到受到外部光照等因素的影响，光伏板的输出电压会存在波动，因此，利用二级dc/dc变换器或整流器对当前时刻光伏板的输出电压进行控制，平稳电解槽输入电压，避免电解槽输入电压频繁变化对电解槽的使用寿命产生影响，同时设置二级dc/dc变换器和整流器，实现目标变流器的冗余配置，在二级dc/dc变换器或者整流器发生故障时，通过冗余配置保证电解槽输入电压的稳定性，提高光伏制氢系统的可靠性。

7、在一种可选的实施方式中，根据第一电压和预设电压，确定目标变流器，包括：

8、当第一电压小于或等于预设电压时，选择整流器作为目标变流器。

9、通过上述实施方式，虽然二级dc/dc变换器在调整电压时产生的损耗较小，但在光伏板输出电压较低的情况下，选择整流器作为目标变流器可以避免不必要的电压调整，从而提高光伏制氢系统的整体效率；同时，根据光伏板的输出电压(第一电压)和预设电压自动选择目标变流器，可以简化操作流程，减少人工干预，提高工作效率。

10、在一种可选的实施方式中，根据第一电压和预设电压，确定目标变流器，包括：

11、当第一电压大于预设电压时，获取第一电流，第一电流为当前时刻光伏板的输出电流；

12、根据第一电流和第一电压，计算第一功率；

13、根据第一功率和预设功率，在二级dc/dc变换器和整流器中，确定目标变流器。

14、通过上述实施方式，通过综合考虑多个参数(电压、电流和功率)来确定目标变流器，具有更广泛的适用性，可以适应不同条件和需求下的系统配置。

15、在一种可选的实施方式中，根据第一功率和预设功率，在二级dc/dc变换器和整流器中，确定目标变流器，包括：

16、当第一功率大于预设功率时，选择二级dc/dc变换器作为目标变流器；

17、当第一功率小于或等于预设功率时，选择整流器作为目标变流器。

18、通过上述实施方式，为了实现电解槽工作在最大功率附近，设定了二级dc/dc变换器与整流器协同工作模式，当二级dc/dc变换器无法支撑电解槽实现最大功率工作时，选择整流器作为目标变流器，根据实时功率需求，动态调整选择对应的目标变流器，避免电解槽过载或欠载，减少对电解槽设备的损伤，延长电解槽的使用寿命，确保系统稳定运行。

19、在一种可选的实施方式中，通过目标变流器，对第一电压进行调整，得到第二电压，包括：

20、当目标变流器为整流器时，判断整流器的并网方式；

21、根据并网方式，控制整流器对第一电压进行调整，得到第二电压。

22、通过上述实施方式，根据并网方式控制整流器，实现对第一电压的调整，可以适应不同的并网需求和系统配置，当整流器对应的电网接线发生变换时能够依旧实现支撑电解槽工作，使得光伏制氢系统在多种应用场景中都具有广泛适用性和灵活性，能够自动调整工作模式以适应不同的并网条件，减少人工干预需要。

23、在一种可选的实施方式中，控制整流器对第一电压进行调整，得到第二电压，包括：

24、当并网方式为四线制并网方式时，获取当前时刻整流器的三相电流和第一三相电压；

25、根据三相电流，确定零序电流；

26、对第一三相电压进行相序补偿，得到第二三相电压；

27、根据第二三相电压和零序电流，计算第二功率；

28、根据第二功率和预设功率，计算功率偏差；

29、根据功率偏差，对第二三相电压进行补偿，得到第三三相电压；

30、根据第三三相电压控制整流器，通过整流器对第一电压进行调整，得到第二电压。

31、通过上述实施方式，考虑到四线制并网方式下存在不平衡现象，当三相电压因为中点不平衡发生波动时，需要对三相电压进行相序补偿，使得得到的第三三相电压更加准确，通过第三三相电压控制整流器从而得到第二电压，有助于增强光伏制氢系统的稳定性，确保电解槽在稳定的电压调节下运行，提高光伏制氢系统的性能和效率。

32、在一种可选的实施方式中，通过目标变流器，对第一电压进行调整，得到第二电压，包括：

33、当目标变流器为二级dc/dc变换器时，获取第三电压和第一电流，第三电压为前一时刻用于支撑电解槽工作的电压，第一电流为当前时刻光伏板的输出电流；

34、将第三电压、第一电压和第一电流，输入至电压电流双环中，得到第一调制电压；

35、根据第一电压和第一电流，计算前馈电压；

36、根据第一调制电压、前馈电压和第三电压，计算第二调制电压；

37、根据第二调制电压，控制二级dc/dc变换器，得到第二电压。

38、通过上述实施方式，采用电压电流双环控制，增加了多电压竞争逻辑，将第三电压、第一电压和第一电流，输入至电压电流双环中，得到第一调制电压；同时，通过第一电压和第一电流，计算前馈电压，增加前馈电压以提高相位裕度，抑制了低次谐波引入。

39、在一种可选的实施方式中，根据第一调制电压、前馈电压和第三电压，计算第二调制电压，包括：

40、将第一调制电压和前馈电压相加，得到第三调制电压；

41、将第三调制电压除以第三电压，得到第二调制电压。

42、通过上述实施方式，通过引入前馈电压，该方法能够更好地预测光伏制氢系统的动态变化，并提前进行相应的调整，有助于增强光伏制氢系统的稳定性，减少外界干扰和突变对系统的影响；此外，通过灵活地调整第一调制电压、前馈电压和第三电压的计算方式和权重，可以更好地适应不同的应用场景和需求。

43、第二方面，本发明还提供了一种光伏制氢装置，应用于一种光伏制氢系统，所述系统包括：光伏板、一级dc/dc变换器、二级dc/dc变换器、整流器和电解槽；所述光伏板，依次通过所述一级dc/dc变换器、所述二级dc/dc变换器与所述电解槽连接；所述二级dc/dc变换器与所述整流器并联，所述装置包括：

44、获取模块，用于获取第一电压，所述第一电压为当前时刻光伏板的输出电压；

45、确定模块，用于根据所述第一电压和预设电压，确定目标变流器，所述目标变流器为所述二级dc/dc变换器，或，所述整流器；

46、调整模块，用于通过所述目标变流器，对所述第一电压进行调整，得到第二电压，所述第二电压为当前时刻用于支撑电解槽工作的电压。

47、通过上述装置，考虑到受到外部光照等因素的影响，光伏板的输出电压会存在波动，因此，利用二级dc/dc变换器或整流器对当前时刻光伏板的输出电压进行控制，平稳电解槽输入电压，避免电解槽输入电压频繁变化对电解槽的使用寿命产生影响，同时设置二级dc/dc变换器和整流器，实现目标变流器的冗余配置，在二级dc/dc变换器或者整流器发生故障时，通过冗余配置保证电解槽输入电压的稳定性，提高光伏制氢系统的可靠性。

48、第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行第一方面或第一方面的任一实施方式的光伏制氢方法的步骤。