一种考虑氢效率优化的微网功率协调控制方法及相关装置与流程

本发明涉及微电网系统，尤其涉及一种考虑氢效率优化的微网功率协调控制方法及相关装置。

背景技术：

1、利用新能源制氢不仅是一种绿色、无污染的新兴储能方式，还可以作为一种重要的柔性负荷调控资源参与电网调控。采用新能源-氢-储能耦合的直流微电网，可以适用于功率波动等多应用场景，是一种拓扑简单、运行灵活的新能源制氢运行策略。要在风电及负荷功率波动场景下确保制氢电解槽高效运行，需要一套有效的系统协调控制方法。因此，研究考虑制氢效率优化运行需求前提下，如何通过氢-储-风直流微网的功率协调控制，实现在风电及负荷功率波动下的系统功率平衡，对于保证直流微网稳定运行及制氢效率具有重要意义。

2、现有的氢-储-风直流微网功率协调控制方法需要划分5~8种运行模式，操作复杂，控制技术要求较高。

技术实现思路

1、本发明提供了一种考虑氢效率优化的微网功率协调控制方法及相关装置，用于解决现有的氢-储-风直流微网功率协调控制方法需要划分5~8种运行模式，操作复杂，控制技术要求较高的技术问题。

2、有鉴于此，本发明提供了一种考虑氢效率优化的微网功率协调控制方法，应用于包括光伏发电模块、风力发电模块、直流母线、直流负荷、储能模块和电解制氢模块的直流微电网系统，包括：

3、将直流微电网系统的运行模式划分为第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式；

4、实时判断直流微电网系统当前所处的运行模式；

5、当直流微电网系统运行在第一运行模式下时，采用第一功率协调控制策略；

6、当直流微电网系统运行在第二运行模式下时，采用第二功率协调控制策略；

7、当直流微电网系统运行在第三运行模式下时，采用第三功率协调控制策略；

8、第一运行模式为：直流母线电压不小于电解制氢模块的额定电解电压的第一百分比且直流母线电压不大于电解制氢模块的额定电解电压的第二百分比；

9、第一功率协调控制策略为：电解制氢模块保持恒定功率运行，储能模块采用下垂控制策略；

10、第二运行模式为：直流母线电压不小于直流母线电压下限且小于电解制氢模块的额定电解电压的第一百分比，或直流母线电压大于电解制氢模块的额定电解电压的第二百分比且不大于直流母线电压上限；

11、第二功率协调控制策略为：当直流母线电压不小于直流母线电压下限且小于电解制氢模块的额定电解电压的第一百分比时，电解制氢模块采用下垂控制策略，储能模块处于充电状态且采用下垂控制策略，当直流母线电压大于电解制氢模块的额定电解电压的第二百分比且不大于直流母线电压上限时，电解制氢模块降低制氢功率，储能模块处于放电状态，电解制氢模块和储能模块协同维持直流微电网系统的直流母线电压稳定和功率平衡；

12、第三运行模式为：直流母线电压小于直流母线电压下限或直流母线电压大于直流母线电压上限；

13、第三功率协调控制策略为：电解制氢模块采用定电压控制策略，储能模块采用定功率控制策略。

14、可选地，第一百分比为50%，第二百分比为90%。

15、可选地，电解制氢模块的输入功率为电解制氢运行功率的25%~100%。

16、可选地，电解制氢模块的最低运行功率为电解制氢运行功率额定值的15%，电解制氢模块的最高运行功率为电解制氢运行功率额定值的130%。

17、本发明第二方面提供了一种考虑氢效率优化的微网功率协调控制装置，应用于包括光伏发电模块、风力发电模块、直流母线、直流负荷、储能模块和电解制氢模块的直流微电网系统，包括：

18、运行模式划分单元，用于将直流微电网系统的运行模式划分为第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式；

19、实时判断模块，用于实时判断直流微电网系统当前所处的运行模式；

20、第一协调控制单元，用于当直流微电网系统运行在第一运行模式下时，采用第一功率协调控制策略；

21、第二调控制单元，用于当直流微电网系统运行在第二运行模式下时，采用第二功率协调控制策略；

22、第三调控制单元，用于当直流微电网系统运行在第三运行模式下时，采用第三功率协调控制策略；

23、第一运行模式为：直流母线电压不小于电解制氢模块的额定电解电压的第一百分比且直流母线电压不大于电解制氢模块的额定电解电压的第二百分比；

24、第一功率协调控制策略为：电解制氢模块保持恒定功率运行，储能模块采用下垂控制策略；

25、第二运行模式为：直流母线电压不小于直流母线电压下限且小于电解制氢模块的额定电解电压的第一百分比，或直流母线电压大于电解制氢模块的额定电解电压的第二百分比且不大于直流母线电压上限；

26、第二功率协调控制策略为：当直流母线电压不小于直流母线电压下限且小于电解制氢模块的额定电解电压的第一百分比时，电解制氢模块采用下垂控制策略，储能模块处于充电状态且采用下垂控制策略，当直流母线电压大于电解制氢模块的额定电解电压的第二百分比且不大于直流母线电压上限时，电解制氢模块降低制氢功率，储能模块处于放电状态，电解制氢模块和储能模块协同维持直流微电网系统的直流母线电压稳定和功率平衡；

27、第三运行模式为：直流母线电压小于直流母线电压下限或直流母线电压大于直流母线电压上限；

28、第三功率协调控制策略为：电解制氢模块采用定电压控制策略，储能模块采用定功率控制策略。

29、可选地，第一百分比为50%，第二百分比为90%。

30、可选地，电解制氢模块的输入功率为电解制氢运行功率的25%~100%。

31、可选地，电解制氢模块的最低运行功率为电解制氢运行功率额定值的15%，电解制氢模块的最高运行功率为电解制氢运行功率额定值的130%。

32、本发明第三方面提供了一种考虑氢效率优化的微网功率协调控制设备，所述设备包括处理器以及存储器：

33、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

34、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行本发明第一方面提供的任一种所述的考虑氢效率优化的微网功率协调控制方法。

35、本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行本发明第一方面提供的任一种所述的考虑氢效率优化的微网功率协调控制方法。

36、从以上技术方案可以看出，本发明提供的考虑氢效率优化的微网功率协调控制方法具有以下优点：

37、本发明提供的考虑氢效率优化的微网功率协调控制方法，将直流微电网系统的运行模式划分为第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式，且第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式分别对应采用第一功率协调控制策略、第二功率协调控制策略和第二功率协调控制策略，能够在不同新能源发电功率及负荷功率波动下，通过电解制氢模块和储能模块相应控制策略的协同配合和灵活切换，既能够快速平抑由于新能源及负荷功率波动所引发的直流母线电压波动，又能保证电解槽的高效安全运行，降低了操作复杂度和控制技术要求，解决了现有的氢-储-风直流微网功率协调控制方法需要划分5~8种运行模式，操作复杂，控制技术要求较高的技术问题。