技术特征：
1.一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，应用于分布式光伏离网制氢系统，所述分布式光伏离网制氢系统包括云端控制层和就地装置层，所述就地装置层包括分布式光伏、储能电池、能源路由器和制氢装置，所述能源路由器包括直流母线、分别与直流母线连接的光伏变流器和电池储能变流器，所述分布式光伏与光伏变流器连接，储能电池与储能变流器连接，直流母线与制氢装置连接；所述面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法包括如下步骤：步骤1，在云端控制层，优化储能电池充放电策略，将所述充放电策略下发至就地装置层；步骤2，在就地装置层，利用储能电池补偿光伏发电功率瞬时波动与陡升陡降波动，结合储能电池充放电策略，调整直流母线电压以满足制氢装置运行功率要求。2.根据权利要求1所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，在执行步骤1之前，对就地装置层进行设置和初始化，包括：设置分布式光伏发电额定功率与制氢装置额定功率p相等，储能电池的额定容量为30％
×
p
×
1小时；记制氢装置实时运行功率为p
s
；初始时刻t0，光伏发电功率为p0，设置储能电池的电量为50％，充放电策略即充放电功率修正值δp＝0，此时p
s
＝p0，储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压，记闭环调节后的直流母线电压为u0。3.根据权利要求2所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：当就地装置层收到储能电池充放电策略，根据储能电池充放电策略和实时光伏发电功率，设置制氢装置实时运行功率p
s
，pid闭环调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压；重置初始时刻t0、光伏发电功率p0和直流母线电压u0；当实时光伏发电功率和初始时刻t0的光伏发电功率p0相比，发生瞬时波动与陡升陡降波动时，根据波动幅度，利用储能电池进行波动补偿或以一定时间间隔对制氢装置运行功率p
s
进行定量调整实现制氢装置阶梯状运行。4.根据权利要求3所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，步骤2中所述根据波动幅度，利用储能电池进行波动补偿或以一定时间间隔对制氢装置运行功率p
s
进行定量调整实现制氢装置阶梯状运行包括：步骤2.1，当波动幅度在10％
×
p以内，利用储能电池进行波动补偿，即储能变流器根据闭环控制算法保持直流母线电压为u0，制氢装置保持在运行功率p
s
稳定运行；步骤2.2，当波动幅度大于10％
×
p，若一定时间间隔后，波动幅度变为10％
×
p以内，执行步骤2.1，否则根据储能电池充放电策略和实时光伏发电功率，设置制氢装置实时运行功率p
s
，储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压；重置初始时刻t0、光伏发电功率p0和直流母线电压u0。5.根据权利要求4所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，记当前时刻为t1，光伏发电功率为p1，所述步骤2.2包括：步骤2.2.1，若t1时刻10％
×
p≤|p
1-p0|≤20％
×
p，则从t1时刻开始计时，若15分钟内的时刻t，|p
t-p0|回到10％
×
p区间，则返回步骤2.1，0＜t-t1≤15min；若从t1时刻开始计时的
15分钟内保持10％≤|p
t-p0|≤20％
×
p，则在t＝t1+15min时刻，根据储能电池充放电策略和实时光伏发电功率，设置制氢装置实时运行功率p
s
，储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压；重置初始时刻t0、光伏发电功率p0和直流母线电压u0；步骤2.2.2，若t1时刻20％
×
p≤|p
1-p0|≤30％
×
p，则从t1时刻开始计时，若5分钟内的时刻t，|p
t-p0|回到10％
×
p区间，则返回步骤2.1，0＜t-t1≤5min；若从t1时刻开始计时的5分钟内保持20％≤|p
t-p0|≤30％
×
p，则在t＝t1+5min时刻，根据储能电池充放电策略和实时光伏发电功率，设置制氢装置实时运行功率p
s
，储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压；重置初始时刻t0、光伏发电功率p0和直流母线电压u0；步骤2.2.3，若t1时刻30％
×
p≤|p
1-p0|，则在t＝t1时刻，根据储能电池充放电策略和实时光伏发电功率，设置制氢装置实时运行功率p
s
，储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压；重置初始时刻t0、光伏发电功率p0和直流母线电压u0。6.根据权利要求5所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，所述根据储能电池充放电策略和实时光伏发电功率，设置制氢装置实时运行功率p
s
，储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压；重置初始时刻t0、光伏发电功率p0和直流母线电压u0包括：记实时光伏发电功率为p
t
，若30％
×
p≤p
t
+δp≤100％
×
p，设置制氢装置实时运行功率p
s
＝p
t
+δp，若30％
×
p≥p
t
+δp，设置制氢装置实时运行功率p
s
＝30％
×
p，若p
t
+δp≥100％
×
p，设置制氢装置实时运行功率p
s
＝p；储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压；重新设定该时刻为初始时刻t0，此时光伏发电功率p0为当前实时光伏发电功率p
t
，直流母线电压u0为调节后的直流母线电压。7.根据权利要求6所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤1.1，设t时刻储能电池的电量为c
t
％；步骤1.2，以30分钟为间隔，云端控制层从就地装置层获取储能电池的电量c
t
％，并从气象服务中心获取项目所在地的光伏发电功率短时预测值p
f
；步骤1.3，生成储能充放电功率修正值δp，当δp为正时，储能电池放电；当δp为负时，储能电池充电；步骤1.4，将储能充放电功率修正值δp下发至就地装置层。8.根据权利要求7所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，所述步骤1.3包括：当0≤c
t
≤50时，储能充放电功率修正值δp＝2
×
(c
t-50)％
×
30％
×
p
f
；当50＜c
t
≤100时，储能充放电功率修正值δp＝2
×
(c
t-50)％
×
30％
×
(p-p
f
)。9.根据权利要求8所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，所述步骤2还包括：当实时光伏发电功率低于30％
×
p，设置制氢装置运行功率为p
s
＝30％
×
p，储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压；重新设定该时刻为初始时刻t0，此时光伏发电功率p0为当前实时光伏发电功率，直流母线电压u0为调节后的直流母线电压；一直保持此状态运行，直至光伏发电功率高
于30％
×
p。10.根据权利要求9所述的一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，其特征在于，所述储能变流器根据闭环控制算法调节以制氢装置运行功率p
s
为外环控制目标的直流母线电压包括以5％
×
p/s的斜率改变制氢装置运行功率直至满足设置值。
技术总结
本发明公开了一种面向分布式光伏离网制氢的分层协同控制方法，包括步骤1，在云端控制层，优化储能电池充放电策略，将所述充放电策略下发至就地装置层；步骤2，在就地装置层，利用储能电池补偿光伏发电功率瞬时波动与陡升陡降波动，结合储能电池充放电策略，调整直流母线电压以满足制氢装置运行功率要求。本发明提出的方法适用于面向分布式光伏离网制氢这种新型可再生能源利用场景，可在保证制氢设备平稳运行的基础上最大程度消纳分布式光伏产生的绿色电能，为绿电制氢与分布式能源就地消纳提供有效解决方案，助力绿色能源体系的构建。建。建。
技术研发人员：牛星岩 陈国飞 吕大伟 尹中强
受保护的技术使用者：青岛融翔氢谷能源科技有限公司
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/2/3