CN117941198A - 制氢系统及其控制方法 - Google Patents
制氢系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117941198A CN117941198A CN202180102321.0A CN202180102321A CN117941198A CN 117941198 A CN117941198 A CN 117941198A CN 202180102321 A CN202180102321 A CN 202180102321A CN 117941198 A CN117941198 A CN 117941198A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- hydrogen
- production system
- converter
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 136
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 136
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 130
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000588130 Homo sapiens Microsomal triglyceride transfer protein large subunit Proteins 0.000 description 1
- 102100031545 Microsomal triglyceride transfer protein large subunit Human genes 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
制氢系统(100，400)，包括：光伏组件(102，402)、电网(104，404)、至少一个模块化多电平变流器(106，406)和氢电解槽(108，408)，模块化多电平变流器(106，406)包括至少一个相单元(1062，4062)，每个相单元(1062，4062)包括上桥臂(1062‑1，4062‑1)和下桥臂(1062‑2，4062‑2)，上桥臂(1062‑1，4062‑1)和下桥臂(1062‑2，4062‑2)分别包括至少一个功率模块(1060，4060)，其中，光伏组件(102，402)连接模块化多电平变流器(106，406)的直流母线侧(DC‑BUS)；电网(104，404)连接模块化多电平变流器(106，406)的交流母线侧(AC‑BUS)；以及模块化多电平变流器(106，406)的功率模块(1060，4060)的直流侧输出并联连接在一起向氢电解槽(108，408)供电；在最大化使用光伏功率的同时，消除光伏间歇性影响，保持供给氢电解槽(108，408)的功能稳定。
Description
本公开通常涉及制氢技术领域，更具体地，涉及制氢系统及其控制方法。
目前，对于使用太阳能光伏(photovoltaic，PV)能量给电解槽供电来制氢已经有很多研究，这种制氢系统具有非常低的碳足迹。
研究大规模制氢系统(通常用于工业生产)的拓扑结构是非常必要的。由于氢电解槽具有低电压和超高电流的特点，因此变流器的拓扑结构应该能够处理超高电流。
众所周知，光伏具有间歇性(intermittency)，产生的功率不稳定，这样会影响氢电解槽的使用寿命。
现有技术中针对大功率储氢拓扑的一种解决方案是，并联多个DC/DC变流器来处理氢电解槽的大电流。此外，在每个模块中采用并联开关，可以进一步处理大电流。大功率变流器通常采用IGBT，然而，并联IGBT的功率均流问题面临挑战。
在另一种解决方案中，在光伏侧，每个光伏组件都有一个升压变流器。然后，DC/DC变流器向并联DC/AC变流器馈电，并联DC/AC变流器可将DC转换为AC。然后，连接不可控的AC/DC整流器为氢电解槽供电。然而，这种方案有以下缺点：
1)变换级数相对较高，这可能会影响系统效率。
2)在这种系统中引入了工频变压器，增加了系统体积。
在又一种解决方案中，每个光伏组件都有一个DC/DC变流器，然后将输出串联起来，为氢电解槽供电。这种方案的主要缺点如下：
1)每个光伏组件都有自己的DC/DC变流器，这带来了较高的成本，不适用于大功率系统。
2)光伏DC/DC变流器串联连接来为氢电解槽供电，这与氢电解槽的低压特性不匹配。
在再一种解决方案中，系统非常简单，不包含电力电子变流器。然而，在这种解决方案中，电压和功率是不受控制的，这会影响氢电解槽的效率和寿命。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
有鉴于此，本发明提出了一种制氢系统，以及针对制氢系统的控制方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种制氢系统，包括：光伏组件、电网、至少一个模块化多电平变流器和氢电解槽，所述模块化多电平变流器包括至少一个相单元，每个相单元包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂分别包括至少一个功率模块，其中，所述光伏组件连接所述模块化多电平变流器的直流母线侧；所述电网连接所述模块化多电平变流器的交流母线侧；以及所述模块化多电平变流器的功率模块的直流侧输出并联连接在一起向所述氢电解槽供电。
可选地，在上述方面的一个示例中，所述功率模块采用隔离拓扑电路。
可选地，在上述方面的一个示例中，所述隔离拓扑电路包括DC/AC和DC/DC二级，其中，所述DC/AC是两电平DC/AC或三电平DC/AC中的任意一种，所述DC/DC是LLC DC/DC和全桥相移DC/DC中的任意一种。
根据本公开的另一方面，提供了一种制氢系统的控制方法，用于对上述制氢系统进行控制，该控制方法包括：调整所述制氢系统的模块化多电平变流器的直流母线侧的电流来跟踪光伏组件的最大功率点，以所述光伏组件的最大功率向氢电解槽供电；以及在所述光伏组件的实际功率小于所述氢电解槽的功率参考值的情况下，由电网向所述氢电解槽提供差额功率，以保持供给所述氢电解槽的功率恒定，其中所述差额功率为氢电解槽的功率参考值与光伏组件的实际功率之差。
可选地，在上述方面的一个示例中，所述电网侧的功率是双向的，所述控制方法还包括：在所述光伏组件的实际功率大于所述氢电解槽的功率参考值的情况下，将所述光伏组件多产生的功率馈送给所述电网。
根据本公开的另一方面，提供了一种制氢系统，包括：光伏组件、电网、至少一个模块化多电平变流器，氢电解槽、光伏侧DC/AC变换器和网侧DC/AC变换器，所述模块化多电平变流器包括至少一个相单元，每个相单元包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂分别包括至少一个功率模块，其中，所述光伏组件经由所述光伏侧DC/AC变换器连接所述模块化多电平变流器的交流母线侧；所述电网经由所述网侧DC/AC变换器连接所述模块 化多电平变流器的直流母线侧；以及所述模块化多电平变流器的功率模块的直流侧输出并联连接在一起向所述氢电解槽供电。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优势中的至少一项。
采用电网光伏混合供电，在最大化使用光伏功率的同时，利用电网提供功率来消除光伏间歇性的影响，保持给氢电解槽提供的功率稳定；
为氢电解槽提供了超高电流和低电压输出；
具有冗余的模块化设计；
采用模块化多电平变流器，易于配置，以匹配电网、光伏和氢电解槽的不同额定功率；
采用高频变压器隔离，系统体积小；
效率高，转换级数相对较少。
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。附图中：
图1为根据本发明实施例的制氢系统的示例性拓扑图；
图2A为根据本发明实施例的制氢系统的控制方法的示例性过程的流程图；
图2B为根据本发明实施例的制氢系统的控制示意图；
图2C为对根据本发明实施例的制氢系统的具体控制示意图；
图3为根据本发明另一实施例的制氢系统的示例性拓扑图；
图4A为根据本发明再一个实施例的制氢系统的示例性拓扑图；
图4B为对根据本发明再一个实施例的制氢系统的具体控制示意图。
其中，附图标记如下：
100、300、400：制氢系统 102、302、402：光伏组件
104、304、404：电网 106、306、306-1、306-2、406：模块化
多电平变流器
108、308、408：氢电解槽 1062、4062：相单元
1062-1、4062-1：上桥臂 1062-2、4062-2：下桥臂
1060、4060：功率模块 DC-BUS：直流母线
AC-BUS：交流母线侧 200：控制方法
S202、S204、S206：步骤 410：光伏侧DC/AC变换器
412：网侧DC/AC变换器
现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以及各个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。
如本文中使用的，术语“包括”及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。
有鉴于此，本发明基于如何能够最大限度地利用PV功率，同时保持氢电解槽的功率稳定，以消除PV间歇的影响的考虑，提出了一种光伏-电网混合供电的制氢系统，在最大化使用光伏功率的同时，利用电网提供功率来消除光伏间歇性的影响，保持给氢电解槽提供稳定的功率。
下面将结合附图来具体描述根据本公开的实施例的制氢系统及其控制方法。
图1为根据本发明实施例的制氢系统100的示例性拓扑图。
如图1所示，制氢系统100包括光伏组件102、电网104、至少一个模块化多电平变流器106和氢电解槽108。
在图1中，模块化多电平变流器106包括三个相单元1062，每个相单元包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂分别包括至少一个功率模块1060。
本领域技术人员可以理解，模块化多电平变流器106所包括的相单元的数目也可以不限于三个。
在制氢系统100中，光伏组件102连接模块化多电平变流器106的直流母线侧DC- BUS；电网104连接所述模块化多电平变流器106的交流母线侧AC-BUS；模块化多电平变流器106的功率模块的直流侧输出并联连接在一起向氢电解槽108供电。
在制氢系统100中，由于所有功率模块的直流侧输出都并联在一起，因此可以处理氢电解槽108的超高电流；并且由于输出都连接在一起，因此功率模块要采用隔离拓扑电路。隔离拓扑电路包括DC/AC和DC/DC二级，DC/AC例如可以是两电平DC/AC或三电平DC/AC，DC/DC可以是LLC DC/DC或全桥相移DC/DC中的一种。本领域技术人员也可以根据需要选择其他形式的隔离拓扑电路，而不限于这里所述的拓扑形式。
对于每个功率模块的功率平衡，可以采用传统的功率平衡方法，例如基于CAN的平均电流控制和下垂控制。
可以理解，对于大功率变流器，冗余和模块化设计非常重要，即使一个模块出现故障也不会影响整个系统的运行；此外，大容量和可扩展性对于系统来说也非常重要。
根据本发明的制氢系统100基于模块化多电平变流器(MMC)，因此继承了MMC的特征。例如，可以根据电网、光伏以及氢电解槽的额定功率等参数来设置模块化多电平变流器的相单元的数目，并且每个桥臂的功率模块的数量也可以根据需要而确定，因此根据本发明的制氢系统具有冗余能力；并且由于基于模块化设计而易于扩展。
下面参照图2A-2C说明根据本发明实施例的制氢系统的控制方法。
图2A为根据本发明实施例的制氢系统的控制方法200的示例性过程的流程图。
如图2A所示，首先，在步骤S202中，调整制氢系统100的模块化多电平变流器106的直流母线DC-BUS的电流来跟踪光伏组件102的最大功率点，以光伏组件102的最大功率向氢电解槽108供电。
在步骤S204中，在光伏组件102的功率小于氢电解槽108所需功率的情况下，由电网104向氢电解槽108提供差额功率，以保持供给氢电解槽108的功率恒定。
这里的差额功率是指氢电解槽108所需功率与光伏组件102提供的功率之差。
图2B为根据本发明实施例的制氢系统的控制示意图，图2C为对制氢系统的每一个桥臂电压进行控制的示意图。
在图2B和2C中，abc/dq0表示从abc坐标变换到dq0坐标，P
G*表示电网侧功率给定(也称为参考值，以下相同)，P
H2*表示氢电解槽功率给定，P
PV*表示光伏功率给定，P
G表示电网侧功率反馈(也可以称为实际值，以下相同)，i
gd*表示电网侧d轴电流给定，i
gd表示电网侧d轴电流反馈，d
d*表示d轴占空比给定，i
gq*表示电网侧q轴电流给定，i
gq 表示电网侧q轴电流反馈，d
q*表示q轴占空比给定，i
g0*:表示电网侧0轴电流给定，i
g0表示电网侧0轴电流反馈，d
0*表示0轴占空比给定，P
MPPT*表示光伏最大功率跟踪指令，P
PV表示光伏功率反馈，i
dc*表示直流侧电流给定，i
dc表示直流侧电流反馈，d
dc*表示直流侧产生对应占空比给定，i
loop1*表示环流回路loop1电流给定，i
loop1表示环流回路loop1电流反馈，d
loop1*表示环流回路loop1产生对应占空比给定，i
loop2*表示环流回路loop2电流给定，i
loop2表示环流回路loop2电流反馈，d
loop2*表示环流回路loop2产生对应占空比给定，V
ap表示ap桥臂电压，V
ap*表示ap桥臂电压给定，V
bp表示bp桥臂电压，V
bp*表示bp桥臂电压给定，V
cp表示cp桥臂电压，V
cp*表示cp桥臂电压给定，V
an表示an桥臂电压，V
an*表示an桥臂电压给定，V
bn表示bn桥臂电压，V
bn*表示bn桥臂电压给定，V
cn表示cn桥臂电压，V
cn*表示cn桥臂电压给定，210表示支路能量平衡环路。
可以理解，通过控制制氢系统100的模块化多电平变流器106的直流母线DC-BUS的电流i
dc可以实现光伏的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking(MPPT))。因此，MTTP环路输出设定为为i
dc的基准电流i
dc*。
通过图2C所示的控制方法，可以跟踪光伏组件的最大功率点，以光伏组件的最大功率向氢电解槽供电。
电网侧功率给定被设置为氢电解槽功率给定减去光伏组件的功率反馈，即P
G*＝P
H2*-P
PV。
本领域技术人员结合图2A-2C可以理解对根据本发明的制氢系统进行控制的具体过程，在此不再详述。
通过这样的方式，可以保持提供给氢电解槽的功率是恒定的，从而消除PV间歇对制氢系统的影响。
优选地，电网侧的功率还可以是双向的。控制方法200还可以包括步骤S206，当光伏组件102的功率反馈大于氢电解槽108的功率给定的情况下，可以将光伏组件102多产生的功率馈送给电网104。
通过这样的方式，根据本发明的制氢系统可以使得光伏组件所产生的电能的利用率最大化，同时可以保证供给氢电解槽的电能保持稳定。
图3示出了根据本发明另一实施例的制氢系统300的示例性拓扑图。
图3的制氢系统300包括光伏组件302、电网304和氢电解槽308。
其中，光伏组件302、电网304和氢电解槽308的结构和功能与以上参照图1所描述的光伏组件102、电网104和氢电解槽108的结构和功能类似，在此不再赘述。
除此之外，在图3的制氢系统300中，包括两个模块化多电平变流器306-1和306-2。
当氢电解槽的功率增加时，氢电解槽的输入电压也增加。为了匹配更高的氢电解槽电压，提供了如图3所示的制氢系统的另一种解决方案。在图3所示的制氢系统中，采用了两个模块化多电平变流器，相单元的数目从3个增加为6个。两个模块化多电平变流器的功率模块的并联输出电压串联连接在一起以匹配氢电解槽的更高的电压。
本领域技术人员还可以根据氢电解槽的功率需求而设置更多数目的模块化多电平变流器，而不限于图3所示的两个模块化多电平变流器。
根据本实施例的制氢系统可以适用于具有较高功率的氢电解槽，并且可以根据不同额定功率的氢电解槽的需要而设置模块化多电平变流器的数目、相单元的数目以及功率模块的数目，在此不再详述。
图4示出了根据本发明再一个实施例的制氢系统400的示例性拓扑图。
如图4所示，制氢系统400包括光伏组件402、电网404、至少一个模块化多电平变流器406和氢电解槽408。
其中，光伏组件402、电网404、模块化多电平变流器406和氢电解槽408的结构和功能与以上参照图1所描述的光伏组件102、电网104、至少一个模块化多电平变流器106和氢电解槽108的类似，在此不再赘述。
除此之外，制氢系统400还包括光伏侧DC/AC变换器410和网侧DC/AC变换器412，光伏组件402经由光伏侧DC/AC变换器410连接模块化多电平变流器406的交流母线侧；电网404经由网侧DC/AC变换器412连接模块化多电平变流器406的直流母线侧；模块化多电平变流器406的功率模块的直流侧输出并联连接在一起向氢电解槽408供电。
在根据本发明的该实施例的制氢系统中，电网和光伏组件交换了连接位置，提供了一种不同的拓扑。本领域技术人员可以根据需要，选择适当的制氢系统的拓扑。
在图4所示的制氢系统的拓扑中，本领域技术人员也可以根据需要设置两个MMC或者更多个MMC，多个MMC的具体连接方式和操作过程与参照图3所描述的制氢系统类似，在此不再赘述。
图4B是针对图4A所示的制氢系统拓扑的控制示意图。
在图4A和4B的中，i
d*表示光伏逆变器侧d轴电流给定，i
d表示光伏逆变器侧d轴电流反馈，i
q*表示光伏逆变器侧q轴电流给定，i
q表示光伏逆变器侧q轴电流反馈，i
0*表示光伏逆变器侧0轴电流给定，i
0表示光伏逆变器侧0轴电流反馈，i
dc*表示电网侧母 线电流给定，i
dc表示电网侧母线电流反馈，其余变量的含义与图2A-2C中所示的变量的含义相同，在此不再赘述。
本领域技术人员可以按照图4B所示的控制示意图来对图4A所示的制氢系统进行控制，实现以光伏组件的最大功率向氢电解槽供电，并且由电网向氢电解槽提供差额功率，以保持供给氢电解槽的功率恒定，在此不再详述。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优势中的至少一项。
采用电网光伏混合供电，在最大化使用光伏功率的同时，利用电网提供功率来消除光伏间歇性的影响，保持给氢电解槽提供的功率稳定；
为氢电解槽提供了超高电流和低电压输出；
具有冗余的模块化设计；
采用模块化多电平变流器，易于配置，以匹配电网、光伏和氢电解槽的不同额定功率；
采用高频变压器隔离，体积小；
效率高，转换级数相对较少。
应当理解的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式来描述，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
上述各系统结构图中不是所有的单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些单元。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些单元可能由同一物理实体实现，或者，有些单元可能分别由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
上面结合附图阐述的具体实施方式描述了示例性实施例，但并不表示可以实现的或者落入权利要求书的保护范围的所有实施例。在整个本说明书中使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。
本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的 原理和新颖性特征的最广范围相一致。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
- 制氢系统(100)，包括：光伏组件(102)、电网(104)、至少一个模块化多电平变流器(106)和氢电解槽(108)，所述模块化多电平变流器(106)包括至少一个相单元(1062)，每个相单元(1062)包括上桥臂(1062-1)和下桥臂(1062-2)，上桥臂(1062-1)和下桥臂(1062-2)分别包括至少一个功率模块(1060)，其中，所述光伏组件(102)连接所述模块化多电平变流器(106)的直流母线侧(DC-BUS)；所述电网(104)连接所述模块化多电平变流器(106)的交流母线侧(AC-BUS)；以及所述模块化多电平变流器(106)的功率模块(1060)的直流侧输出并联连接在一起向所述氢电解槽(108)供电。
- 如权利要求1所述的制氢系统(100)，其中，所述功率模块(1060)采用隔离拓扑电路。
- 如权利要求2所述的制氢系统(100)，其中，所述隔离拓扑电路包括DC/AC和DC/DC二级，其中，所述DC/AC是两电平DC/AC或三电平DC/AC中的任意一种，所述DC/DC是LLC DC/DC和全桥相移DC/DC中的任意一种。
- 制氢系统的控制方法，用于对根据权利要求1-3中任意一项所述的制氢系统进行控制，所述控制方法包括：调整所述制氢系统的模块化多电平变流器的直流母线侧的电流来跟踪光伏组件的最大功率点，以所述光伏组件的最大功率向氢电解槽供电；以及在所述光伏组件的实际功率小于所述氢电解槽的功率参考值的情况下，由电网向所述氢电解槽提供差额功率，以保持供给所述氢电解槽的功率恒定，其中所述差额功率为氢电解槽的功率参考值与光伏组件的实际功率之差。
- 如权利要求4所述的方法，其中，所述电网侧的功率是双向的，所述控制方法还包括：在所述光伏组件的实际功率大于所述氢电解槽的功率参考值的情况下，将所述光伏组件多产生的功率馈送给所述电网。
- 制氢系统(400)，包括：光伏组件(402)、电网(404)、至少一个模块化多电平变流器(406)，氢电解槽(408)、光伏侧DC/AC变换器(410)和网侧DC/AC变换器(412)，所述模块化多电平变流器(406)包括至少一个相单元(4062)，每个相单元包括上桥臂(4062-1)和下桥臂(4062-2)，上桥臂(4062-1)和下桥臂(4062-2)分别包括至少一个功率模块(4060)，其中，所述光伏组件(402)经由所述光伏侧DC/AC变换器(410)连接所述模块化多电平变流器(406)的交流母线侧(AC-BUS)；所述电网经由所述网侧DC/AC变换器(412)连接所述模块化多电平变流器(406)的直流母线侧(DC-BUS)；以及所述模块化多电平变流器(406)的功率模块(4060)的直流侧输出并联连接在一起向所述氢电解槽(408)供电。
- 如权利要求6所述的制氢系统(400)，其中，所述功率模块(4060)采用隔离拓扑电路。
- 如权利要求6所述的制氢系统(400)，其中，所述隔离拓扑电路包括DC/AC和DC/DC二级，其中，所述DC/AC是两电平DC/AC或三电平DC/AC中的任意一种，所述DC/DC是LLC DC/DC和全桥相移DC/DC中的任意一种。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2021/121939 WO2023050223A1 (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 制氢系统及其控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117941198A true CN117941198A (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=85781105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202180102321.0A Pending CN117941198A (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 制氢系统及其控制方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117941198A (zh) |
| WO (1) | WO2023050223A1 (zh) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103501020A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-01-08 | 电子科技大学 | 市电网络和光伏组件组成的复合电源系统及其控制方法 |
| CN104113082B (zh) * | 2014-07-17 | 2016-11-23 | 西安交通大学 | 一种模块化全直流光伏系统及其控制方法 |
| CN105429177B (zh) * | 2015-12-16 | 2019-03-12 | 国网青海省电力公司 | 一种模块化光伏储能系统 |
| EP3373433B1 (en) * | 2017-03-07 | 2020-04-29 | ABB Schweiz AG | A photovoltaic power plant system |
| CN106877365B (zh) * | 2017-03-21 | 2019-05-07 | 合肥工业大学 | 模块化多电平变流器相间功率不平衡控制方法 |
| CN109004665B (zh) * | 2018-08-31 | 2022-04-01 | 河北科技大学 | 风电、光电储能及离/并网制氢系统 |
| CN112290580A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-29 | 合肥阳光新能源科技有限公司 | 一种新能源制氢系统 |
| CN112803472A (zh) * | 2019-10-28 | 2021-05-14 | 阳光电源股份有限公司 | 一种直流耦合制氢系统及其控制方法 |
| CN111463807B (zh) * | 2020-05-11 | 2023-01-06 | 阳光电源股份有限公司 | 一种分布式直流耦合制氢系统及其控制方法 |
| CN111697628A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-09-22 | 北京雷动智创科技有限公司 | 一种光伏电解水制氢系统及控制方法 |
-
2021
- 2021-09-29 CN CN202180102321.0A patent/CN117941198A/zh active Pending
- 2021-09-29 WO PCT/CN2021/121939 patent/WO2023050223A1/zh active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023050223A1 (zh) | 2023-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Neira et al. | Three-port full-bridge bidirectional converter for hybrid DC/DC/AC systems | |
| Liang et al. | A day and night operational quasi-Z source multilevel grid-tied PV power system to achieve active and reactive power control | |
| CN102170241B (zh) | 用于单级功率变换系统的系统与方法 | |
| Shen et al. | Five-level inverter for renewable power generation system | |
| CN104272547B (zh) | 功率系统和操作功率系统的方法 | |
| US11770008B2 (en) | Control system and method for medium-voltage photovoltaic distribution system | |
| CN110635510B (zh) | 非并网风电电解水制氢系统的协同控制方法 | |
| Rao et al. | Grid Connected Distributed Generation System with High Voltage Gain Cascaded DC-DC Converter Fed Asymmetric Multilevel Inverter Topology. | |
| CN111801443A (zh) | 配置水电解系统的方法 | |
| CN112217193B (zh) | 光伏制氢电站和直流耦合光伏离网制氢系统及其控制方法 | |
| Pattanaik et al. | Design, simulation & performance evaluation of three phase grid connected PV panel | |
| Banaei | Multi-stage DC-AC converter based on new DC-DC converter for energy conversion | |
| CN117941198A (zh) | 制氢系统及其控制方法 | |
| Chamarthi et al. | Novel 1-$\varphi $ High-Voltage Boosting Transformerless Inverter Topology With Optimal Power Components and Negligible Leakage Currents | |
| CN115276433A (zh) | 一种制氢变流器 | |
| CN115360758A (zh) | 一种微型逆变器及其控制方法 | |
| Castillo et al. | Photovoltaic DC-DC converter for direct power interface to copper electrorefining process | |
| Horrillo-Quintero et al. | Active and Reactive Power Sharing for PV Power Plants with Quasi-Z-source Cascaded H-bridge Multilevel Inverters | |
| Meraj et al. | Implementation of a robust hydrogen-based grid system to enhance power quality | |
| Rasekh et al. | Design and analysis of high gain DC-DC boost converter for grid connected solar photovoltaic system | |
| Hosseini et al. | A Nonlinear Programming Solver based on Battery Efficiency Maximization for Quasi-Z-source Cascaded H-bridge Multilevel Inverter with PV and Battery | |
| Boonmee et al. | Performance comparison of three-level and multi-level for Grid-connected photovoltaic systems | |
| Zorig et al. | Control of grid connected photovoltaic system using dual three-level stage conversion | |
| Yahyaoui et al. | Experimental Validation of a Photovoltaic/Electrolysis System Dedicated to Supplying an Alternating Load and Producing Hydrogen | |
| Kumar et al. | A synchronization of PV source by using bacterial foraging optimization based PI controller to reduce day-time grid dependency |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |