光伏直流耦合水电解制氢方法及装置与流程

本发明涉及制氢，特别涉及一种光伏直流耦合水电解制氢方法及装置。

背景技术：

1、氢能具有来源多样、清洁低碳、应用场景丰富等优点，是未来极具前景的能源形式。光伏水电解制氢具有纯度高、产物无污染、制备工艺简单等优点，在氢能绿色制取方面有着极大的优势和发展空间。

2、相关技术中，水电解制氢通常采用并网方案，其光伏发电的电能需要经过dc/ac/dc的两次变换，这种方案存在能源利用效率低的问题，且大量电力电子设备的接入，对电网造成谐波污染，影响电网的安全可靠运行。

3、因此，目前亟待需要提供一种光伏直流耦合水电解制氢方法及装置来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种光伏直流耦合水电解制氢方法及装置，能够提高能源利用效率和有效保证电网的安全可靠运行。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种光伏直流耦合水电解制氢方法，包括：

3、获取光伏发电单元和电解槽用电单元的当前参数信息；其中，所述光伏发电单元包括光伏阵列、第一投切开关和汇流箱，所述光伏阵列包括多路光伏组串，每一路所述光伏组串均通过一个所述第一投切开关与一个所述汇流箱连接，每一路所述光伏组串的个数至少为一个，所有路的所述光伏组串的个数不完全相同，所述电解槽用电单元包括电解槽、第二投切开关和dc/dc变换器，每一个所述电解槽均通过一个所述第二投切开关与一个所述dc/dc变换器连接，所述汇流箱和所述dc/dc变换器均与直流母线连接，所述参数信息包括每一路所述光伏组串的最大功率点、每一路所述光伏组串的个数、所述电解槽的数量和每一个所述电解槽的额定功率；

4、基于当前所有路的所述光伏组串的总输出功率、每一个所述电解槽的额定功率和当前安全运行功率范围，控制所述第一投切开关和所述第二投切开关的开闭，以使所述总输出功率处于所述安全运行功率范围内；其中，所述安全运行功率范围与所述额定功率呈正比。

5、第二方面，本发明实施例还提供了一种光伏直流耦合水电解制氢装置，包括：

6、获取模块，用于获取光伏发电单元和电解槽用电单元的当前参数信息；其中，所述光伏发电单元包括光伏阵列、第一投切开关和汇流箱，所述光伏阵列包括多路光伏组串，每一路所述光伏组串均通过一个所述第一投切开关与一个所述汇流箱连接，每一路所述光伏组串的个数至少为一个，所有路的所述光伏组串的个数不完全相同，所述电解槽用电单元包括电解槽、第二投切开关和dc/dc变换器，每一个所述电解槽均通过一个所述第二投切开关与一个所述dc/dc变换器连接，所述汇流箱和所述dc/dc变换器均与直流母线连接，所述参数信息包括每一路所述光伏组串的最大功率点、每一路所述光伏组串的个数、所述电解槽的数量和每一个所述电解槽的额定功率；

7、控制模块，用于基于当前所有路的所述光伏组串的总输出功率、每一个所述电解槽的额定功率和当前安全运行功率范围，控制所述第一投切开关和所述第二投切开关的开闭，以使所述总输出功率处于所述安全运行功率范围内；其中，所述安全运行功率范围与所述额定功率呈正比。

8、本发明实施例提供了一种光伏直流耦合水电解制氢方法及装置，通过获取光伏发电单元和电解槽用电单元的当前参数信息，如此可以知道当前所有路的光伏组串的总输出功率和每一个电解槽的额定功率，在根据电解槽的当前安全运行功率范围，控制第一投切开关和第二投切开关的开闭，而由于所有路的光伏组串的个数不完全相同，因此可以通过丰富光伏组串的个数的粒度和减少第一投切开关的数量的方式，使得总输出功率不仅处于安全运行功率范围内，更可以接近最优功率，从而能够提高能源利用效率和有效保证电网的安全可靠运行。

技术特征：

1.一种光伏直流耦合水电解制氢方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多路所述光伏组串的个数依次呈等差数列排列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所有路的所述光伏组串的总输出功率、每一个所述电解槽的额定功率和当前安全运行功率范围，控制所述第一投切开关和所述第二投切开关的开闭，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述总输出功率和所有所述电解槽在安全运行时的当前安全运行功率范围，控制所述第一投切开关和所述第二投切开关的开闭，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于每一路所述光伏组串的个数、最大功率点和目标功率差，控制目标第一投切开关的关闭，包括：

6.一种光伏直流耦合水电解制氢装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，多路所述光伏组串的个数依次呈等差数列排列。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块，用于执行如下操作：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制模块在执行所述基于所述总输出功率和所有所述电解槽在安全运行时的当前安全运行功率范围，控制所述第一投切开关和所述第二投切开关的开闭时，用于执行如下操作：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块在执行所述基于每一路所述光伏组串的个数、最大功率点和目标功率差，控制目标第一投切开关的关闭时，用于执行如下操作：

技术总结本发明涉及制氢技术领域，特别涉及一种光伏直流耦合水电解制氢方法及装置。其中，该方法通过获取光伏发电单元和电解槽用电单元的当前参数信息，如此可以知道当前所有路的光伏组串的总输出功率和每一个电解槽的额定功率，在根据电解槽的当前安全运行功率范围，控制第一投切开关和第二投切开关的开闭，而由于所有路的光伏组串的个数不完全相同，因此可以通过丰富光伏组串的个数的粒度和减少第一投切开关的数量的方式，使得总输出功率不仅处于安全运行功率范围内，更可以接近最优功率，从而能够提高能源利用效率和有效保证电网的安全可靠运行。技术研发人员：罗必雄,朱子恺,张炳成,黄晶晶,王露,孙漾,涂宏受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17