CN117977651A - 孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统及其控制方法，所述系统包括：发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统；所述逆变整流子系统，用于基于逆变整流指令对所述发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统所输出的电能进行逆变整流处理；所述控制子系统，用于控制电能输送到负荷，并基于负荷需求、新能源的发电量生成充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令，并基于所述指令对储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统进行控制。本申请提出的技术方案，可以保证无风光极端天气情况下系统的连续供电，提高了系统运行的安全可靠性和稳定性，实现微电力系统的不间断供电。

Description

孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及微电网领域，尤其涉及孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统及其控制方法。

背景技术

孤岛运行的微电力系统是指在某些特定场景下，如偏远地区、岛屿等无法接入主电网的地方，通过建立独立的微电网系统来满足当地的电力需求。这种微电网系统通常由多种分布式能源资源(如太阳能、风能、柴油发电机等)和储能设备组成，能够实现自给自足的电力供应。在孤岛运行的场景中，微电力系统无法依赖主电网进行电力供应，需要利用多种分布式能源资源和储能设备，确保电力供应的可靠性和稳定性。

目前的风光储微电力系统中的储能设备容量有限，无法满足长时间的供电需求。特别是在孤岛运行模式下，如果能源供应不稳定或需求过高，储能设备可能无法提供足够的电能。同时不同类型的储能都存在短板，例如超级电容器储能，能量密度相对较低，导致续航能力差；液流电池，电池体积太大，对环境温度要求太高，价格贵、系统复杂；锂离子电池，价格高，过充导致发热、燃烧等安全性问题，需要进行充电保护；钠硫电池：运行于高温下，容易燃烧等，进而使得微电力系统在极端天气条件下供电的可靠性和稳定性较低。

发明内容

本申请提供孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统及其控制方法，以至少解决微电力系统在极端天气条件下供电的可靠性和稳定性较低的技术问题。

本申请第一方面实施例提出一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统，所述系统包括：发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统；

所述发电子系统，用于基于新能源进行发电；

所述储能子系统，用于基于充放电指令储存电能或释放电能；

所述氢燃料电池子系统，用于基于制氢指令进行制氢或基于发电指令进行发电；

所述逆变整流子系统，用于基于逆变整流指令对所述发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统所输出的电能进行逆变整流处理；

所述控制子系统，用于控制电能输送到负荷，并基于负荷需求、新能源的发电量生成充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令，并基于所述充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令对储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统进行控制。

优选的，所述风光储微电力系统还包括：直流母线和交流母线；

所述发电子系统包括：风力发电子系统和光伏发电子系统，其中，所述风力发电子系统接入所述交流母线，所述光伏发电子系统接入所述直流母线；

所述储能子系统和所述氢燃料电池子系统均接入所述直流母线；

所述逆变整流子系统和所述控制子系统均与所述直流母线、所述交流母线连接；

所述逆变整流子系统和所述控制子系统连接。

进一步的，所述控制子系统为嵌入式负荷跟随控制器；

所述氢燃料电池子系统包括：制氢装置、储氢罐和燃氢发电机组。

进一步的，所述控制子系统，还用于当风力发电子系统所发电能小于或大于负荷需求时，向所述逆变整流子系统发送逆变整流指令；

所述控制子系统，还用于当负荷需求大于风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和时，向所述储能子系统发送放电指令、和/或向氢燃料电池子系统发送发电指令；

所述逆变整流子系统，还用于基于所述逆变整流指令，当所述风力发电子系统所发电能小于负荷需求时，将所述光伏发电子系统、和/或储能子系统、和/或氢燃料电池子系统所输出的电能进行逆变处理；

所述控制子系统，还用于当负荷需求小于风力发电子系统所发电能时，向所述储能子系统发送充电指令、和/或向氢燃料电池子系统发送制氢指令；

所述逆变整流子系统，还用于基于所述逆变整流指令，当所述风力发电子系统所发电能大于负荷需求时，将所述风力发电子系统所发电能中负荷需求剩余部分的电能进行整流处理。

进一步的，所述控制子系统，还用于，当负荷需求大于风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和、且储能子系统的剩余电量小于第一阈值时，向所述氢燃料电池子系统发送发电指令。

本申请第二方面实施例提出一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的控制方法，所述方法包括：

获取负荷需求、风力发电子系统所发电量、光伏发电子系统所发电量、储能子系统的电量、氢燃料电池子系统所能发的电量；

根据所述负荷需求、所述风力发电子系统所发电量确定所需发送到逆变整流子系统的逆变整流指令；

根据发送到所述逆变整流子系统的逆变整流指令、光伏发电子系统所发电量、储能子系统的电量、氢燃料电池子系统所能发的电量确定控制策略；

基于所述控制策略对孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统进行控制。

优选的，所述根据所述负荷需求、所述风力发电子系统所发电量确定所需发送到逆变整流子系统的逆变整流指令，包括：

当所述风力发电子系统所发电能小于负荷需求时，发送到逆变整流子系统的逆变整流指令为逆变指令；

当所述风力发电子系统所发电能大于负荷需求时，发送到逆变整流子系统的逆变整流指令为整流指令。

进一步的，所述根据发送到所述逆变整流子系统的逆变整流指令、光伏发电子系统所发电量、储能子系统的电量、氢燃料电池子系统所能发的电量确定控制策略，包括：

当所述逆变整流指令为逆变指令时，判断风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和是否大于负荷需求，若是生成第一控制策略，否则生成第二控制策略；

当所述逆变整流指令为整流指令时，判断风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和与负荷需求的差值是否大于储能子系统的闲置容量，若是生成第三控制策略，否则生成第四控制策略。

进一步的，所述第一控制策略包括：

确定风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和与负荷需求的差值，当所述差值大于储能子系统的闲置容量时，控制储能子系统充电、氢燃料电池子系统制氢，当所述差值小于储能子系统的闲置容量时，控制储能子系统充电；

所述第二控制策略包括：

确定负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值，当所述差值大于第一阈值，且储能子系统的电量大于第一阈值时，控制储能子系统放电、氢燃料电池子系统发电，当所述差值大于第一阈值，且储能子系统的电量小于等于第一阈值时，控制氢燃料电池子系统发电，当储能子系统的闲置容量与第一阈值的差值大于所述负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值时，控制储能子系统放电，当储能子系统的闲置容量与第一阈值的差值小于所述负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值时，控制储能子系统放电、氢燃料电池子系统发电；

所述第三控制策略包括：

控制储能子系统充电、氢燃料电池子系统制氢

所述第四控制策略包括：

控制储能子系统充电。

进一步的，所述方法还包括：

当风力发电子系统或光伏发电子系统的出力产生波动时，基于控制储能子系统进行充放电，实现平滑出力控制。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请提出了一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统及其控制方法，其中所述系统包括：发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统；所述发电子系统，用于基于新能源进行发电；所述储能子系统，用于基于充放电指令储存电能或释放电能；所述氢燃料电池子系统，用于基于制氢指令进行制氢或基于发电指令进行发电；所述逆变整流子系统，用于基于逆变整流指令对所述发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统所输出的电能进行逆变整流处理；所述控制子系统，用于控制电能输送到负荷，并基于负荷需求、新能源的发电量生成充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令，并基于所述充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令对储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统进行控制。本申请提出的技术方案，包括储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统，在极端天气下可以利用逆变整流子系统将储能子系统中的电能、氢燃料电池子系统燃烧氢气生成的电能输送到负荷，进而可以保证无风光极端天气情况下系统的连续供电，提高了系统运行的安全可靠性和稳定性，实现微电力系统的不间断供电。

本申请附加的方面以及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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请一个实施例提供的一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的第一种结构图；

图2为根据本申请一个实施例提供的种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的第二种结构图；

图3为根据本申请一个实施例提供的氢燃料电池子系统的结构图；

图4为根据本申请一个实施例提供的一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的控制方法的流程图；

附图标记

发电子系统1、储能子系统2、氢燃料电池子系统3、逆变整流子系统4、控制子系统5、直流母线6、交流母线7、风力发电子系统1-1、光伏发电子系统1-2、制氢装置3-1、储氢罐3-2、燃氢发电机组3-3。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请提出的一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统及其控制方法，其中所述系统包括：发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统；所述发电子系统，用于基于新能源进行发电；所述储能子系统，用于基于充放电指令储存电能或释放电能；所述氢燃料电池子系统，用于基于制氢指令进行制氢或基于发电指令进行发电；所述逆变整流子系统，用于基于逆变整流指令对所述发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统所输出的电能进行逆变整流处理；所述控制子系统，用于控制电能输送到负荷，并基于负荷需求、新能源的发电量生成充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令，并基于所述充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令对储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统进行控制。本申请提出的技术方案，包括储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统，在极端天气下可以利用逆变整流子系统将储能子系统中的电能、氢燃料电池子系统燃烧氢气生成的电能输送到负荷，进而可以保证无风光极端天气情况下系统的连续供电，提高了系统运行的安全可靠性和稳定性，实现微电力系统的不间断供电。

下面参考附图描述本申请实施例的孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统及其控制方法。

实施例一

图1为根据本申请一个实施例提供的一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的结构图，如图1所示，所述系统包括：发电子系统1、储能子系统2、氢燃料电池子系统3、逆变整流子系统4和控制子系统5；

所述发电子系统1，用于基于新能源进行发电；

所述储能子系统2，用于基于充放电指令储存电能或释放电能；

所述氢燃料电池子系统3，用于基于制氢指令进行制氢或基于发电指令进行发电；

所述逆变整流子系统4，用于基于逆变整流指令对所述发电子系统1、储能子系统2、氢燃料电池子系统3所输出的电能进行逆变整流处理；

所述控制子系统5，用于控制电能输送到负荷，并基于负荷需求、新能源的发电量生成充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令，并基于所述充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令对储能子系统2、氢燃料电池子系统3、逆变整流子系统4和控制子系统5进行控制；

其中，所述储能子系统2为超级电容储能子系统。

需要说明的是，图1所示的孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统只是一种示意，并不对本发明的孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的结构进行限制。

在本公开实施例中，如图2所示，所述风光储微电力系统还包括：直流母线6和交流母线7；

所述发电子系统1包括：风力发电子系统1-1和光伏发电子系统1-2，其中，所述风力发电子系统1-2接入所述交流母线7，所述光伏发电子系统1-2接入所述直流母线6；

所述储能子系统2和所述氢燃料电池子系统3均接入所述直流母线6；

所述逆变整流子系统4和所述控制子系统5均与所述直流母线6、所述交流母线7连接；

所述逆变整流子系统4和所述控制子系统5连接。

具体的，风力发电子系统1-1所发出电量通过交流母线7，经控制子系统5调控，通过逆变整流子系统4进行分配；光伏发电子系统1-2所发出的电量通过直流母线6经控制子系统5调控，通过逆变整流子系统4进行分配。

需要说明的是，所述控制子系统5为嵌入式负荷跟随控制器；

其中，控制子系统5的控制参数有功率因数(设置为1)、母线电压限制(±5％)、电容均压控制(采用电压均衡板)、逆变输出电压限制(±5％)。逆变整流子系统4前级整流器控制网侧功率因数为1，维持直流母线电压恒定以及两条母线电容电压平衡；后级逆变器输出电压，为负荷稳定供电。

所述氢燃料电池子系统3包括：制氢装置3-1、储氢罐3-2、燃氢发电机组3-3，如图3所示。

在本公开实施例中，所述控制子系统5，还用于当风力发电子系统1-1所发电能小于或大于负荷需求时，向所述逆变整流子系统4发送逆变整流指令；

所述控制子系统5，还用于当负荷需求大于风力发电子系统1-1及光伏发电子系统1-2所发电能之和时，向所述储能子系统2发送放电指令、和/或向氢燃料电池子系统3发送发电指令，在所述氢燃料电池子系统3接收到发电指令时，控制燃氢发电机组3-3发电。

所述逆变整流子系统4，还用于基于所述逆变整流指令，当所述风力发电子系统1-1所发电能小于负荷需求时，将所述光伏发电子系统1-2、和/或储能子系统2、和/或氢燃料电池子系统3所输出的电能进行逆变处理；

所述控制子系统5，还用于当负荷需求小于风力发电子系统所发电能时，向所述储能子系统2发送充电指令、和/或向氢燃料电池子系统3发送制氢指令；

所述逆变整流子系统4，还用于基于所述逆变整流指令，当所述风力发电子系统1-1所发电能大于负荷需求时，将所述风力发电子系统1-1所发电能中负荷需求剩余部分的电能进行整流处理。

具体的，当风力发电子系统1-1和光伏发电子系统1-2所发出的电量大于负荷需求电量时，控制子系统5将剩余电量优先充入储能子系统2，此时仍有剩余电量则送至氢燃料电池子系统3中的电解槽用于电解制氢，制得氢气储于储氢罐中。

进一步的，所述控制子系统5，还用于，当负荷需求大于风力发电子系统1-1及光伏发电子系统1-2所发电能之和、且储能子系统2的剩余电量小于第一阈值时，向所述氢燃料电池子系统3发送发电指令。

具体的，当风力发电子系统1-1或光伏发电子系统1-2受外界环境影响，出力产生波动时，储能子系统2迅速启动，平滑出力曲线，而后氢燃料电池子系统3发电；氢燃料电池子系统3所发电量首先补充负荷需求电量，氢燃料电池子系统3中燃氢发电的功率受控制子系统5调控，按负荷需求功率进行调用，由于氢燃料电池子系统3出力受爬坡率限制，故而同时由于新能源出力的随机性造成的波动同样由储能子系统2进行平滑。

需要说明的是，控制子系统5采用嵌入式负荷跟随控制器，负荷跟随控制器在进行调控的过程中，将满足负荷用电作为首要原则，在此原则下进行电能电量的调控，同时，设计了系统的控制参数，实现了功率因数、母线电压、电容均压、逆变输出电压的控制；控制子系统5通过逆变整流子系统4维持母线电压及上下电容电压平衡,维持负荷端电压稳定。

所述风力发电子系统1-1和所述光伏发电子系统1-2发出的电能，在控制子系统5的调控下，经逆变整流子系统4优先为站点供电，多余电能则经逆变整流子系统4向储能子系统2充电，储能子系统2电量充满后，过余电能用于制氢，制得的氢气注入储氢罐储存；当风力发电子系统1-1、光伏发电子系统1-2发电量无法满足负荷用电时，控制子系统5及时从储能子系统2放电经逆变整流子系统4供负荷使用，当储能子系统2余电低于50％时，调动氢燃料电池子系统3发电经逆变整流子系统4供给负荷，可以在平滑风光出力随机波动时，及时调用储能子系统2而无须启用氢燃料电池子系统3，又在极端风光长时供电不足的情景下调用氢燃料电池子系统3供电。储能子系统2和氢燃料电池子系统3作为系统的两个备用电源，储能子系统2具备响应速度快、容量小、高倍率充放电、循环寿命长的特点，而氢燃料电池子系统3可以提供长时的储能供电，两者相耦合可以保证无风光发电的极端情况下系统的连续供电，提高了系统运行的安全可靠性，实现不间断供电。

示例的，由于一座移动机站设计孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统，该站点最大负荷功率为340W，出现在早6点和晚18点，平均负荷功率为80W，日负荷用电量为2.4kW。通过综合能源仿真软件模拟，为该站点配置1台额定功率为550W的微型风力发电机，配置光伏系统的功率为1000W，配置超级电容储能电池电量为240Wh，配置包含有1台600W电解槽、2kg储氢罐、1台400W燃氢发电机的氢燃料电池系统，以保证极端天气下仍可运行72小时。

综上所述，本实施例提出的一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统，可以保证无风光极端天气情况下系统的连续供电，提高了系统运行的安全可靠性和稳定性，实现微电力系统的不间断供电。

实施例二

图4为根据本申请一个实施例提供的一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的控制方法的流程图，如图4所示，所述方法包括：

步骤1：获取负荷需求、风力发电子系统所发电量、光伏发电子系统所发电量、储能子系统的电量、氢燃料电池子系统所能发的电量；

步骤2：根据所述负荷需求、所述风力发电子系统所发电量确定所需发送到逆变整流子系统的逆变整流指令；

步骤3：根据发送到所述逆变整流子系统的逆变整流指令、光伏发电子系统所发电量、储能子系统的电量、氢燃料电池子系统所能发的电量确定控制策略；

步骤4：基于所述控制策略对孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统进行控制。

在本公开实施例中，所述步骤2具体包括：

当所述风力发电子系统所发电能小于负荷需求时，发送到逆变整流子系统的逆变整流指令为逆变指令；

当所述风力发电子系统所发电能大于负荷需求时，发送到逆变整流子系统的逆变整流指令为整流指令。

进一步的，所述步骤3具体包括：

当所述逆变整流指令为逆变指令时，判断风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和是否大于负荷需求，若是生成第一控制策略，否则生成第二控制策略；

当所述逆变整流指令为整流指令时，判断风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和与负荷需求的差值是否大于储能子系统的闲置容量，若是生成第三控制策略，否则生成第四控制策略。

其中，所述第一控制策略包括：

确定风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和与负荷需求的差值，当所述差值大于储能子系统的闲置容量时，控制储能子系统充电、氢燃料电池子系统制氢，当所述差值小于储能子系统的闲置容量时，控制储能子系统充电；

所述第二控制策略包括：

确定负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值，当所述差值大于第一阈值，且储能子系统的电量大于第一阈值时，控制储能子系统放电、氢燃料电池子系统发电，当所述差值大于第一阈值，且储能子系统的电量小于等于第一阈值时，控制氢燃料电池子系统发电，当储能子系统的闲置容量与第一阈值的差值大于所述负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值时，控制储能子系统放电，当储能子系统的闲置容量与第一阈值的差值小于所述负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值时，控制储能子系统放电、氢燃料电池子系统发电，其中，在所述氢燃料电池子系统接收到发电指令时，控制燃氢发电机组发电；

所述第三控制策略包括：

控制储能子系统充电、氢燃料电池子系统制氢

所述第四控制策略包括：

控制储能子系统充电。

需要说明的是，所述氢燃料电池子系统利用制氢装置进行制氢，并将制得的氢气存储在储氢罐中。

进一步的，所述方法还包括：

当风力发电子系统或光伏发电子系统的出力产生波动时，基于控制储能子系统进行充放电，实现平滑出力控制。

具体的，当风力发电子系统或光伏发电子系统受外界环境影响，出力产生波动时，储能子系统迅速启动，平滑出力曲线，而后氢燃料电池子系统发电；氢燃料电池子系统所发电量首先补充负荷需求电量，氢燃料电池子系统中燃氢发电的功率受控制子系统调控，按负荷需求功率进行调用，由于氢燃料电池子系统出力受爬坡率限制，故而同时由于新能源出力的随机性造成的波动同样由储能子系统进行平滑。

在本公开实施例中，控制子系统采用嵌入式负荷跟随控制器，负荷跟随控制器在进行调控的过程中，将满足负荷用电作为首要原则，在此原则下进行电能电量的调控，同时，设计了系统的控制参数，实现了功率因数、母线电压、电容均压、逆变输出电压的控制；控制子系统通过逆变整流子系统维持母线电压及上下电容电压平衡,维持负荷端电压稳定。

所述风力发电子系统和所述光伏发电子系统发出的电能，在控制子系统的调控下，经逆变整流子系统优先为站点供电，多余电能则经逆变整流子系统向储能子系统充电，储能子系统电量充满后，过余电能用于制氢，制得的氢气注入储氢罐储存；当风力发电子系统、光伏发电子系统发电量无法满足负荷用电时，控制子系统及时从储能子系统放电经逆变整流子系统供负荷使用，当储能子系统余电低于50％时，调动氢燃料电池子系统发电经逆变整流子系统供给负荷，可以在平滑风光出力随机波动时，及时调用储能子系统而无须启用氢燃料电池子系统，又在极端风光长时供电不足的情景下调用氢燃料电池子系统供电。储能子系统和氢燃料电池子系统作为系统的两个备用电源，储能子系统具备响应速度快、容量小、高倍率充放电、循环寿命长的特点，而氢燃料电池子系统可以提供长时的储能供电，两者相耦合可以保证无风光发电的极端情况下系统的连续供电，提高了系统运行的安全可靠性，实现不间断供电。

示例的，由于一座移动机站设计孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统，该站点最大负荷功率为340W，出现在早6点和晚18点，平均负荷功率为80W，日负荷用电量为2.4kW。通过综合能源仿真软件模拟，为该站点配置1台额定功率为550W的微型风力发电机，配置光伏系统的功率为1000W，配置超级电容储能电池电量为240Wh，配置包含有1台600W电解槽、2kg储氢罐、1台400W燃氢发电机的氢燃料电池系统，以保证极端天气下仍可运行72小时。

综上所述，本实施例提出的一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的控制方法，可以保证无风光极端天气情况下系统的连续供电，提高了系统运行的安全可靠性和稳定性，实现微电力系统的不间断供电。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统，其特征在于，所述系统包括：发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统；

所述发电子系统，用于基于新能源进行发电；

所述储能子系统，用于基于充放电指令储存电能或释放电能；

所述氢燃料电池子系统，用于基于制氢指令进行制氢或基于发电指令进行发电；

所述逆变整流子系统，用于基于逆变整流指令对所述发电子系统、储能子系统、氢燃料电池子系统所输出的电能进行逆变整流处理；

所述控制子系统，用于控制电能输送到负荷，并基于负荷需求、新能源的发电量生成充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令，并基于所述充放电指令、制氢指令、发电指令、逆变整流指令对储能子系统、氢燃料电池子系统、逆变整流子系统和控制子系统进行控制。

2.如权利要求1所述的风光储微电力系统，其特征在于，所述风光储微电力系统还包括：直流母线和交流母线；

所述发电子系统包括：风力发电子系统和光伏发电子系统，其中，所述风力发电子系统接入所述交流母线，所述光伏发电子系统接入所述直流母线；

所述储能子系统和所述氢燃料电池子系统均接入所述直流母线；

所述逆变整流子系统和所述控制子系统均与所述直流母线、所述交流母线连接；

所述逆变整流子系统和所述控制子系统连接。

3.如权利要求2所述的风光储微电力系统，其特征在于，所述控制子系统为嵌入式负荷跟随控制器；

所述氢燃料电池子系统包括：制氢装置、储氢罐和燃氢发电机组。

4.如权利要求3所述的风光储微电力系统，其特征在于，所述控制子系统，还用于当风力发电子系统所发电能小于或大于负荷需求时，向所述逆变整流子系统发送逆变整流指令；

所述控制子系统，还用于当负荷需求大于风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和时，向所述储能子系统发送放电指令、和/或向氢燃料电池子系统发送发电指令；

所述逆变整流子系统，还用于基于所述逆变整流指令，当所述风力发电子系统所发电能小于负荷需求时，将所述光伏发电子系统、和/或储能子系统、和/或氢燃料电池子系统所输出的电能进行逆变处理；

所述控制子系统，还用于当负荷需求小于风力发电子系统所发电能时，向所述储能子系统发送充电指令、和/或向氢燃料电池子系统发送制氢指令；

所述逆变整流子系统，还用于基于所述逆变整流指令，当所述风力发电子系统所发电能大于负荷需求时，将所述风力发电子系统所发电能中负荷需求剩余部分的电能进行整流处理。

5.如权利要求4所述的风光储微电力系统，其特征在于，所述控制子系统，还用于，当负荷需求大于风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和、且储能子系统的剩余电量小于第一阈值时，向所述氢燃料电池子系统发送发电指令。

6.一种基于上述权利要求1-5任一所述的孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取负荷需求、风力发电子系统所发电量、光伏发电子系统所发电量、储能子系统的电量、氢燃料电池子系统所能发的电量；

根据所述负荷需求、所述风力发电子系统所发电量确定所需发送到逆变整流子系统的逆变整流指令；

根据发送到所述逆变整流子系统的逆变整流指令、光伏发电子系统所发电量、储能子系统的电量、氢燃料电池子系统所能发的电量确定控制策略；

基于所述控制策略对孤岛运行不间断供电的风光储微电力系统进行控制。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述负荷需求、所述风力发电子系统所发电量确定所需发送到逆变整流子系统的逆变整流指令，包括：

当所述风力发电子系统所发电能小于负荷需求时，发送到逆变整流子系统的逆变整流指令为逆变指令；

当所述风力发电子系统所发电能大于负荷需求时，发送到逆变整流子系统的逆变整流指令为整流指令。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据发送到所述逆变整流子系统的逆变整流指令、光伏发电子系统所发电量、储能子系统的电量、氢燃料电池子系统所能发的电量确定控制策略，包括：

当所述逆变整流指令为逆变指令时，判断风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和是否大于负荷需求，若是生成第一控制策略，否则生成第二控制策略；

当所述逆变整流指令为整流指令时，判断风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和与负荷需求的差值是否大于储能子系统的闲置容量，若是生成第三控制策略，否则生成第四控制策略。

9.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述第一控制策略包括：

确定风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和与负荷需求的差值，当所述差值大于储能子系统的闲置容量时，控制储能子系统充电、氢燃料电池子系统制氢，当所述差值小于储能子系统的闲置容量时，控制储能子系统充电；

所述第二控制策略包括：

确定负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值，当所述差值大于第一阈值，且储能子系统的电量大于第一阈值时，控制储能子系统放电、氢燃料电池子系统发电，当所述差值大于第一阈值，且储能子系统的电量小于等于第一阈值时，控制氢燃料电池子系统发电，当储能子系统的闲置容量与第一阈值的差值大于所述负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值时，控制储能子系统放电，当储能子系统的闲置容量与第一阈值的差值小于所述负荷需求与风力发电子系统及光伏发电子系统所发电能之和的差值时，控制储能子系统放电、氢燃料电池子系统发电；

所述第三控制策略包括：

控制储能子系统充电、氢燃料电池子系统制氢

所述第四控制策略包括：

控制储能子系统充电。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当风力发电子系统或光伏发电子系统的出力产生波动时，基于控制储能子系统进行充放电，实现平滑出力控制。