制氢系统的控制方法、装置和制氢系统与流程
本技术属于新能源，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、相关技术中存在基于碱性电解槽与pem电解槽进行联合制氢的方法，但该方法无法对碱性电解槽与pem电解槽进行协调控制，从而无法发挥碱性电解槽与pem电解槽的优势，整体系统的效率较低，无法实现系统的稳定运行。
技术实现思路
1、本技术旨在至少解决相关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，能够发挥碱性电解槽与pem电解槽的优势，提高了整体系统的效率，实现了系统的稳定运行。
2、第一方面，本技术提供了一种制氢系统的控制方法，所述制氢系统包括碱性电解槽和pem电解槽，所述碱性电解槽和所述pem电解槽均与新能源发电站电连接；该方法包括：
3、获取所述新能源发电站的输出功率；
4、在所述新能源发电站的输出功率不大于所述碱性电解槽的第一额定功率的情况下，以第一频率控制所述碱性电解槽的工作功率，以第二频率控制所述pem电解槽的工作功率；其中，所述第一频率小于所述第二频率。
5、根据本技术实施例提供的制氢系统的控制方法，通过在新能源发电站的输出功率不大于碱性电解槽的第一额定功率的情况下，以较小的频率控制碱性电解槽的工作功率，实现了碱性电解槽的平缓工作，提高了碱性电解槽的工作稳定性以及使用寿命；并以较大的频率控制pem电解槽的工作功率，可以实现可再生能源制氢系统的快速响应，提高了场站收益，且通过牺牲pem电解槽以保护碱性电解槽，便于进行场站维护，降低了维护成本；且基于第一频率和第二频率分别对碱性电解槽和pem电解槽进行协调控制，能够发挥碱性电解槽与pem电解槽的优势，提高了整体系统的效率，实现了系统的稳定运行。
6、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，所述第一频率对应的相邻两次控制所述碱性电解槽的工作功率的时间间隔不小于目标倍数的60s，所述第二频率对应的相邻两次控制所述pem电解槽的工作功率的时间间隔小于60s；其中，所述目标倍数为不小于1的整数。
7、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，在所述制氢系统应用于交流耦合场景的情况下，所述碱性电解槽和所述pem电解槽均电连接于电网端；所述以第二频率控制所述pem电解槽的工作功率，包括：
8、获取所述电网端的上网功率和下网功率中的至少一个；
9、在满足所述上网功率小于第一阈值，和所述下网功率不小于第二阈值中的至少一种的情况下，以所述第二频率控制所述pem电解槽的负荷降低，控制所述pem电解槽的工作功率降低，以在所述第一额定功率之内优先将所述新能源发电站的输出功率分配至所述碱性电解槽。
10、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，在所述制氢系统应用于交流耦合场景的情况下，所述碱性电解槽和所述pem电解槽均电连接于电网端；所述方法还包括：
11、获取所述电网端的上网功率或上网电量；
12、在所述上网功率大于第三阈值，或所述上网电量大于第四阈值的情况下，控制所述新能源发电站的输出功率降低；所述第三阈值大于第一阈值。
13、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，在所述获取所述新能源发电站的输出功率之后，所述方法还包括：
14、在所述新能源发电站的输出功率大于所述第一额定功率，且所述新能源发电站的输出功率不大于所述第一额定功率与所述pem电解槽的第二额定功率之和的情况下，将所述第一额定功率分配至所述碱性电解槽，并将所述新能源发电站的输出功率与所述第一额定功率之间的功率差值分配至所述pem电解槽；
15、在所述新能源发电站的输出功率大于所述第一额定功率与所述第二额定功率之和的情况下，将所述第一额定功率分配至所述碱性电解槽，并将所述第二额定功率分配至所述pem电解槽。
16、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，在所述制氢系统应用于直流耦合场景的情况下；所述以第一频率控制所述碱性电解槽的工作功率，以第二频率控制所述pem电解槽的工作功率，包括：
17、在未到达所述碱性电解槽的调节周期的情况下，以所述第二频率控制所述pem电解槽的工作功率，以使所述pem电解槽的工作功率与所述碱性电解槽当前的工作功率之和匹配所述新能源发电站当前的输出功率。
18、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，在所述制氢系统应用于直流耦合场景的情况下；所述以第一频率控制所述碱性电解槽的工作功率，以第二频率控制所述pem电解槽的工作功率，包括：
19、在到达所述碱性电解槽的调节周期的情况下，基于所述pem电解槽的工作功率的大小，将所述新能源发电站当前的输出功率分配给所述碱性电解槽和所述pem电解槽。
20、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，所述基于所述pem电解槽的工作功率的大小，将所述新能源发电站当前的输出功率分配给所述碱性电解槽和所述pem电解槽，包括：
21、在所述pem电解槽的工作功率不小于目标下限值的情况下，将所述新能源发电站输出给所述pem电解槽的工作功率中的至少部分功率分配至所述碱性电解槽。
22、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，所述在所述pem电解槽的工作功率不小于目标下限值的情况下，将所述新能源发电站输出给所述pem电解槽的工作功率中的至少部分功率分配至所述碱性电解槽，包括：
23、在所述pem电解槽的工作功率处于目标上限值和所述目标下限值之间的情况下，将所述新能源发电站输出给所述pem电解槽的工作功率中的全部功率分配至所述碱性电解槽；
24、或，
25、在所述pem电解槽的工作功率大于所述目标上限值的情况下，将所述新能源发电站输出给所述pem电解槽的工作功率中的第一功率分配至所述碱性电解槽。
26、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，所述基于所述pem电解槽的工作功率的大小，将所述新能源发电站当前的输出功率分配给所述碱性电解槽和所述pem电解槽，包括：
27、在所述pem电解槽的工作功率小于目标下限值的情况下，控制所述pem电解槽的工作功率增大第二功率，并将所述新能源发电站的输出功率与所述第二功率之间的功率差值分配至所述碱性电解槽。
28、本技术一个实施例的制氢系统的控制方法，在所述制氢系统应用于直流耦合场景的情况下；在所述获取所述新能源发电站的输出功率之后，所述方法还包括：
29、在所述新能源发电站的输出功率大于所述第一额定功率，且所述新能源发电站的输出功率不大于所述第一额定功率与所述pem电解槽的第二额定功率之和的情况下，将所述第一额定功率分配至所述碱性电解槽，并将所述新能源发电站的输出功率与所述第一额定功率之间的功率差值分配至所述pem电解槽；
30、在所述新能源发电站的输出功率大于所述第一额定功率与所述第二额定功率之和的情况下，将所述第一额定功率分配至所述碱性电解槽，并将所述第二额定功率分配至所述pem电解槽。
31、第二方面，本技术提供了一种制氢系统的控制装置，所述制氢系统包括碱性电解槽和pem电解槽，所述碱性电解槽和所述pem电解槽均与新能源发电站电连接；该装置包括：
32、第一处理模块，用于获取所述新能源发电站的输出功率；
33、第二处理模块，用于在所述新能源发电站的输出功率不大于所述碱性电解槽的第一额定功率的情况下，以第一频率控制所述碱性电解槽的工作功率，以第二频率控制所述pem电解槽的工作功率；其中，所述第一频率小于所述第二频率。
34、根据本技术实施例提供的制氢系统的控制装置，通过在新能源发电站的输出功率不大于碱性电解槽的第一额定功率的情况下，以较小的频率控制碱性电解槽的工作功率，实现了碱性电解槽的平缓工作，提高了碱性电解槽的工作稳定性以及使用寿命；并以较大的频率控制pem电解槽的工作功率，可以实现可再生能源制氢系统的快速响应，提高了场站收益，且通过牺牲pem电解槽以保护碱性电解槽，便于进行场站维护，降低了维护成本；且基于第一频率和第二频率分别对碱性电解槽和pem电解槽进行协调控制，能够发挥碱性电解槽与pem电解槽的优势，提高了整体系统的效率，实现了系统的稳定运行。
35、第三方面，本技术提供了一种制氢系统，包括：
36、碱性电解槽，所述碱性电解槽电连接于新能源发电站；
37、pem电解槽，所述pem电解槽电连接于所述新能源发电站；
38、如第二方面所述的制氢系统的控制装置，所述制氢系统的控制装置分别与所述碱性电解槽、所述pem电解槽和所述新能源发电站电连接。
39、根据本技术实施例提供的制氢系统，通过设置制氢系统的控制装置分别与碱性电解槽、pem电解槽和新能源发电站电连接，能够基于新能源发电站的输出功率的大小等情况，合理控制碱性电解槽的工作功率和pem电解槽的工作功率，从而能够发挥碱性电解槽与pem电解槽的优势，提高了整体系统的效率，实现了系统的稳定运行。
40、本技术一个实施例的制氢系统，还包括：
41、第一变换器，所述第一变换器电连接于所述新能源发电站和所述碱性电解槽之间；
42、第二变换器，所述第二变换器电连接于所述新能源发电站和所述pem电解槽之间；
43、所述第一变换器的前端和所述第二变换器的前端电连接于电网端。
44、本技术一个实施例的制氢系统，还包括：
45、第一变换器，所述第一变换器电连接于所述新能源发电站和所述碱性电解槽之间；
46、第二变换器，所述第二变换器电连接于所述新能源发电站和所述pem电解槽之间；
47、储能系统，所述储能系统电连接于所述第一变换器的前端和所述第二变换器的前端。
48、本技术一个实施例的制氢系统，还包括：
49、第一变换器，所述第一变换器电连接于所述新能源发电站和所述碱性电解槽之间，所述第一变换器为ac/dc变换器；
50、第二变换器，所述第二变换器电连接于所述新能源发电站和所述pem电解槽之间，所述第二变换器为ac/dc变换器；
51、储能系统；
52、第三变换器，所述第三变换器的一端与所述储能系统电连接，所述第三变换器的另一端分别与所述第一变换器的前端、所述第二变换器的前端和电网端电连接。
53、本技术一个实施例的制氢系统，还包括：
54、第一变换器，所述第一变换器电连接于所述新能源发电站和所述碱性电解槽之间，所述第一变换器为dc/dc变换器；
55、第二变换器，所述第二变换器电连接于所述新能源发电站和所述pem电解槽之间，所述第二变换器为dc/dc变换器；
56、第四变换器，所述第四变换器一端电连接于电网端，所述第四变换器的另一端分别与所述第一变换器的前端和所述第二变换器的前端电连接；
57、控制器，所述控制器分别与所述新能源发电站、所述第一变换器、所述第二变换器、所述第四变换器、所述碱性电解槽和所述pem电解槽电连接。
58、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。
59、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。
60、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：
61、通过在新能源发电站的输出功率不大于碱性电解槽的第一额定功率的情况下，以较小的频率控制碱性电解槽的工作功率，实现了碱性电解槽的平缓工作，提高了碱性电解槽的工作稳定性以及使用寿命；并以较大的频率控制pem电解槽的工作功率，可以实现可再生能源制氢系统的快速响应，提高了场站收益，且通过牺牲pem电解槽以保护碱性电解槽，便于进行场站维护，降低了维护成本；且基于第一频率和第二频率分别对碱性电解槽和pem电解槽进行协调控制，能够发挥碱性电解槽与pem电解槽的优势，提高了整体系统的效率，实现了系统的稳定运行。
62、进一步地，通过在满足上网功率小于第一阈值，和下网功率不小于第二阈值中的至少一种的情况下，以第二频率控制pem电解槽的负荷降低，可以实现整体系统中供电能力与用电需求之间的平衡状态，确保了电网端功率满足要求，实现了不从电网下电或下电功率满足限制等需求，从而能够实现100％绿电制氢；同时基于pem电解槽满足电网端功率控制的快速响应要求，可以使得在第一额定功率之内优先将新能源发电站的输出功率分配至碱性电解槽，从而提高了场站收益。
63、更进一步地，根据pem电解槽的工作功率的大小，将新能源发电站的输出功率动态分配给碱性电解槽和pem电解槽，可以通过pem电解槽的工作区域的不同进行不同的功率分配控制，确保pem电解槽可以工作在正常的负荷区域，避免了pem电解槽工作在过高或过低负荷时造成电解槽故障，实现了基于pem电解槽进行动态调节，从而实现了碱性电解槽和pem电解槽的平稳运行；除此之外，pem电解槽作为灵活性负载，可以通过pem电解槽的动态升高或降低负荷，以控制母线电压保持平衡。
64、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，所述制氢系统包括碱性电解槽和pem电解槽，所述碱性电解槽和所述pem电解槽均与新能源发电站电连接；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，所述第一频率对应的相邻两次控制所述碱性电解槽的工作功率的时间间隔不小于目标倍数的60s，所述第二频率对应的相邻两次控制所述pem电解槽的工作功率的时间间隔小于60s；其中，所述目标倍数为不小于1的数值。
3.根据权利要求1或2所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，在所述制氢系统应用于交流耦合场景的情况下，所述碱性电解槽和所述pem电解槽均电连接于电网端；所述以第二频率控制所述pem电解槽的工作功率，包括：
4.根据权利要求1或2所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，在所述制氢系统应用于交流耦合场景的情况下，所述碱性电解槽和所述pem电解槽均电连接于电网端；所述方法还包括：
5.根据权利要求3所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，在所述获取所述新能源发电站的输出功率之后，所述方法还包括：
6.根据权利要求1或2所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，在所述制氢系统应用于直流耦合场景的情况下；所述以第一频率控制所述碱性电解槽的工作功率，以第二频率控制所述pem电解槽的工作功率，包括：
7.根据权利要求1或2所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，在所述制氢系统应用于直流耦合场景的情况下；所述以第一频率控制所述碱性电解槽的工作功率，以第二频率控制所述pem电解槽的工作功率，包括：
8.根据权利要求7所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述pem电解槽的工作功率的大小，将所述新能源发电站当前的输出功率分配给所述碱性电解槽和所述pem电解槽，包括：
9.根据权利要求8所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，所述在所述pem电解槽的工作功率不小于目标下限值的情况下，将所述新能源发电站输出给所述pem电解槽的工作功率中的至少部分功率分配至所述碱性电解槽，包括：
10.根据权利要求7所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述pem电解槽的工作功率的大小，将所述新能源发电站当前的输出功率分配给所述碱性电解槽和所述pem电解槽，包括：
11.根据权利要求1或2所述的制氢系统的控制方法，其特征在于，在所述制氢系统应用于直流耦合场景的情况下；在所述获取所述新能源发电站的输出功率之后，所述方法还包括：
12.一种制氢系统的控制装置，其特征在于，所述制氢系统包括碱性电解槽和pem电解槽，所述碱性电解槽和所述pem电解槽均与新能源发电站电连接；所述装置包括：
13.一种制氢系统，其特征在于，包括：
14.根据权利要求13所述的制氢系统，其特征在于，还包括：
15.根据权利要求13所述的制氢系统，其特征在于，还包括：
16.根据权利要求13-15任一项所述的制氢系统，其特征在于，还包括：
17.根据权利要求13-15任一项所述的制氢系统，其特征在于，还包括：
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，属于新能源技术领域。所述制氢系统的控制方法包括：获取新能源发电站的输出功率；在新能源发电站的输出功率不大于碱性电解槽的第一额定功率的情况下，以第一频率控制碱性电解槽的工作功率，以第二频率控制PEM电解槽的工作功率；其中，第一频率小于第二频率。本申请的制氢系统的控制方法实现了碱性电解槽的平缓工作，提高了碱性电解槽的工作稳定性以及使用寿命；且基于第一频率和第二频率分别对碱性电解槽和PEM电解槽进行协调控制，能够发挥碱性电解槽与PEM电解槽的优势，提高了整体系统的效率，实现了系统的稳定运行。
技术研发人员：李江松,金结红,孙龙林,张灿
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：2024/9/23