[发明专利]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

说明书

本发明提供的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，其直流耦合光伏离网制氢系统中的光伏方阵系统通过至少两个DC/DC变换单元为制氢槽系统的制氢槽供电，即便其中一个DC/DC变换单元出现故障，还存在另外至少一个DC/DC变换单元能够为制氢槽系统供电，增加了配电的可靠性，增强了系统的冗余性能。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种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。

背景技术

近些年，光伏发电获得了迅猛发展，但是由于其发电不稳定、能量密度低的缺点，常需要储能系统进行配合；氢气作为一种从制取到终端使用完全无污染的储能介质，适于配合光伏发电来弥补上述缺点。目前商业化的光伏发电制氢系统大都采用并网方案，其光伏发电的电能需要经过DC/AC/DC的三级转换，光伏能量利用率低，系统设备多、成本高；其制氢系统需要通过整流器接入电网，从网侧获取能量，因此需要建设高压配电系统和相应的谐波治理装置，增加成本和复杂度，并且在偏远地区可能无法使用。

为解决交流制氢系统的种种缺点，现有技术中提出了直流耦合的光伏离网制氢系统，无需连接电网，并且功率变换级数少；如图1所示，光伏板与制氢槽通过DC/DC变换器相连接，这样光伏板的能量利用率高，并且控制简单；但是，随着制氢槽功率越做越大，DC/DC变换器的结构选取尤为关键；尤其是对于山丘、工商业屋顶等复杂地形的光伏系统，如图2所示，如果其PV系统通过汇流箱系统接入单台/单模块DC/DC变换器，由DC/DC变换器进行MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点追踪)控制，将PV侧能量最大化的转化为制氢槽系统制氢所需能量，制氢槽产生氢气与氧气并存储在储氢/氧系统。

但是，现有技术中的直流耦合光伏离网制氢系统，其DC/DC变换器出现故障时，会造成整个制氢系统关闭，造成严重的效益损失。

发明内容

本发明提供一种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，以解决现有技术中DC/DC变换器出现故障会造成整个制氢系统关闭的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种直流耦合光伏离网制氢系统，包括：光伏方阵系统、变换器系统、制氢槽系统以及智能通信单元；其中：

所述变换器系统包括至少两个DC/DC变换单元，所述DC/DC变换单元的输出端并联至所述制氢槽系统的制氢槽供电端；

所述光伏方阵系统包括至少一个光伏组串；

各个所述DC/DC变换单元的输入端分别接收至少一个光伏组串的输出电能；

所述智能通信单元分别与各个所述DC/DC变换单元和所述制氢槽系统的控制柜相连。

优选的，所述DC/DC变换单元包括一个DC/DC变换器。

优选的，所述DC/DC变换单元包括至少两个DC/DC变换器；

每个DC/DC变换单元中，各个DC/DC变换器的输出端依次串联，串联的两端作为相应DC/DC变换单元的输出端。

优选的，还包括：汇流箱系统；

所述汇流箱系统包括至少一个汇流箱；

各个汇流箱的输入端分别接收多个光伏组串的输出电能；

各个汇流箱的输出端分别与相应DC/DC变换器的输入端相连；或者，各个汇流箱的输出端并联连接至所述变换器系统的输入端，且各个DC/DC变换器的输入端均并联，并联的两端作为所述变换器系统的输入端。

优选的，各个所述DC/DC变换器的正常工作状态为最大功率点跟踪MPPT控制下的工作状态。