本发明涉及离网可再生能源制氢领域,具体涉及一种电解制氢系统的控制方法及装置。
背景技术:
1、通过离网可再生能源制氢技术可以确保生产氢气的能源来源完全可再生且环保。离网可再生能源制氢系统通常依赖间歇性能源,如太阳能和风能。这些间歇性能源高度依赖于气候条件,影响到氢气的持续生产能力。
2、相关技术中,通过增加离网可再生能源制氢系统内储能单元的容量或耦合多种可再生能源的策略,提高系统的氢气生产率,但会显著的增加投资成本和后续维护管理的复杂性。
3、鉴于此,需要一种能在提高可再生能源的利用率的同时降低系统维护复杂度的电解制氢系统控制方法。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种电解制氢系统控制方法,以在不增加系统维护复杂度的同时,提高可再生能源的利用率。
2、第一方面,本发明提供了一种电解制氢系统控制方法,电解制氢系统包括可再生能源发电单元、储能单元和制氢单元,方法包括:获取可再生能源发电单元的发电量和储能单元的荷电状态;基于发电量和荷电状态,生成电解制氢系统的能量供给量;确定与能量供给量相匹配的电解制氢系统的工作模式,其中工作模式表征电解制氢系统内单元的运行状态,为离网制氢模式、离网充电模式、离网等待模式和非离网等待模式中的其中一种;针对工作模式,生成与工作模式相匹配的能量调度信息,其中能量调度信息表征对能量供给量的调度。
3、在本实施方式中,通过获取电解制氢系统的能量供给量,确定电解制氢系统的工作模式,并生成与工作模式相匹配的能量调度信息。能够合理使用可再生能源发电单元的发电量,提高电解制氢系统的制氢量。
4、在一种可选的实施方式中,基于发电量和荷电状态,生成电解制氢系统的能量供给量包括:在发电量大于或等于第一阈值且荷电状态大于过放阈值的情况下,能量供给量为第一供给量;在发电量大于或等于第一阈值且荷电状态小于或等于过放阈值的情况下,能量供给量为第二供给量;在发电量小于第一阈值且荷电状态大于过放阈值的情况下,能量供给量为第三供给量;在发电量小于第一阈值且荷电状态小于或等于过放阈值的情况下,能量供给量为第四供给量。
5、在本实施方式中,根据发电量和荷电状态对电解制氢系统的能量供给量进行准确划分,能够方便后续电解制氢系统工作模式的确定,提高能量利用率,优化储能管理。
6、在一种可选的实施方式中,确定与能量供给量相匹配的电解制氢系统的工作模式包括:在能量供给量为第一供给量的情况下,电解制氢系统的工作模式为离网制氢模式,制氢单元开始制氢;在能量供给为第二供给量的情况下,电解制氢系统的工作模式为离网充电模式,制氢单元停止制氢,储能单元充电;在能量供给为第三供给量的情况下,电解制氢系统的工作模式为离网等待模式,制氢单元停止制氢,储能单元放电;在能量供给为第四供给量的情况下,电解制氢系统的工作模式为非离网等待模式,制氢单元停止制氢,电解制氢系统连接电网。
7、在本实施方式中,确定在不同能量供给量的情况下,调整电解制氢系统内单元的运行状态,能够提高能量利用率、电解制氢系统的灵活性和环境适应性。
8、在一种可选的实施方式中,在电解制氢系统的工作模式为离网制氢模式的情况下,针对工作模式,生成与工作模式相匹配的能量调度信息包括:获取电解制氢系统的基础耗电量和制氢单元的制氢耗电量,以确定电解制氢系统的第一能耗量,其中基础耗电量表征电解制氢系统内用电单元的电能消耗,制氢耗电量表征制氢单元制氢的电能消耗,第一能耗量包括基础耗电量和制氢耗电量;发电量供应电解制氢系统在离网制氢模式下的第一能耗量需求。
9、在本实施方式中,可再生能源提供的发电量提供电解制氢系统在离网制氢模式下所需的能耗量,可以有效的利用环境中的可再生能源,有助于推动清洁能源的广泛应用。
10、在一种可选的实施方式中,制氢耗电量的获取包括:获取制氢单元的制氢功率,其中制氢功率与可再生能源发电单元的发电功率相匹配;基于制氢功率确定制氢耗电量。
11、在本实施方式中,制氢单元的制氢功率和可再生能源发电单元的发电功率相匹配,可以减少可再生能源的浪费,提高电解制氢系统的制氢灵活率。
12、在一种可选的实施方式中,在电解制氢系统的工作模式为离网充电模式的情况下,针对工作模式,生成与工作模式相匹配的能量调度信息包括:获取电解制氢系统的基础耗电量和储能单元充电量,以确定电解制氢系统的第二能耗量,其中基础耗电量表征电解制氢系统内用电单元的电能消耗,储能单元充电量表征储能单元的荷电状态达到过放阈值以上的所需电量,第二能耗量包括基础耗电量和储能单元充电量;发电量供应电解制氢系统在离网充电模式下的第二能耗量需求。
13、在本实施方式中,可再生能源发电单元的发电量维持系统的基础耗电量并为储能单元充电,可以保障电解制氢系统的稳定。
14、在一种可选的实施方式中,在电解制氢系统的工作模式为离网等待模式的情况下,针对工作模式,生成与工作模式相匹配的能量调度信息包括:获取电解制氢系统的基础耗电量,以确定电解制氢系统的第三能耗量,其中基础耗电量表征电解制氢系统内用电单元的电能消耗;储能单元的储电量供应电解制氢系统在离网等待模式下第三能耗量需求。
15、在本实施方式中,使用储能单元存储的电量维持系统的基础耗电量,可以合理利用可再生能源,方便后续切换工作模式,减少不必要的资源浪费。
16、在一种可选的实施方式中,在电解制氢系统的工作模式为非离网等待模式的情况下,针对工作模式,生成与工作模式相匹配的能量调度信息包括:获取电解制氢系统的基础耗电量,以确定电解制氢系统的第四能耗量,其中基础耗电量表征电解制氢系统内用电单元的电能消耗;电网供应电解制氢系统在非离网等待模式下所需的第四能耗量需求。
17、在本实施方式中,使用电网维持系统的基础耗电量,使系统内各可再生能源发电单元处于待机状态,可以在后续可再生能源发电单元提供的发电量充足时,切换工作模式,提高对可再生能源的利用率。
18、在一种可选的实施方式中,电解制氢系统内用电单元包括可再生能源发电单元的运维设备、储能单元的第一安全设备和制氢单元的第二安全设备中至少一种。
19、在本实施方式中,用电单元包括可再生能源发电单元的运维设备、储能单元的第一安全设备和制氢单元的第二安全设备中至少一种。可以维持电解制氢系统工作的稳定性和安全性。
20、第二方面,本发明提供了一种电解制氢系统控制装置,装置包括:获取模块,用于获取可再生能源发电单元的发电量和储能单元的荷电状态;生成模块,用于基于发电量和荷电状态,生成电解制氢系统的能量供给量;模式确定模块,用于确定与能量供给量相匹配的电解制氢系统的工作模式,其中工作模式表征电解制氢系统内单元的运行状态,为离网制氢模式、离网充电模式、离网等待模式和非离网等待模式中的其中一种;信息生成模块,用于针对工作模式,生成与工作模式相匹配的能量调度信息,其中能量调度信息表征对能量供给量的调度。
1.一种电解制氢系统的控制方法,其特征在于,电解制氢系统包括可再生能源发电单元、储能单元和制氢单元,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述发电量和所述荷电状态,生成所述电解制氢系统的能量供给量包括:
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述确定与所述能量供给量相匹配的所述电解制氢系统的工作模式包括:
4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,在所述电解制氢系统的工作模式为离网制氢模式的情况下,所述针对所述工作模式,生成与所述工作模式相匹配的能量调度信息包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述制氢耗电量的获取包括:
6.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,在所述电解制氢系统的工作模式为离网充电模式的情况下,所述针对所述工作模式,生成与所述工作模式相匹配的能量调度信息包括:
7.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,在所述电解制氢系统的工作模式为离网等待模式的情况下,所述针对所述工作模式,生成与所述工作模式相匹配的能量调度信息包括:
8.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,在所述电解制氢系统的工作模式为非离网等待模式的情况下,所述针对所述工作模式,生成与所述工作模式相匹配的能量调度信息包括:
9.根据权利要求4或6或7或8所述的方法,其特征在于,所述电解制氢系统内用电单元包括可再生能源发电单元的运维设备、储能单元的第一安全设备和制氢单元的第二安全设备中至少一种。
10.一种电解制氢系统的装置,其特征在于,所述装置包括: