一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法
阅读说明：本技术 一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法 (Self-adaptive control method for hydrogen production of renewable energy direct-current micro-grid ) 是由 曹欣 梅春晓 谭建鑫 沙济通 邓卫 裴玮 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法,包括如下步骤：步骤一：对直流微网中运行的各个单元进行功率数据监测：由可再生能源直流微网能量管理系统获取当前t时刻各个单元的功率信息,包括风电功率,光伏功率,制氢功率,储能单元功率,储能单元SOC；并作为步骤二的输入；步骤二：基于步骤一获取的各个单元当前时刻的功率信息,结合上一时刻各个单元的功率信息以及下一时刻预测的功率信息进行判断,并计算下一时刻储能单元功率值,进行自适应管控；步骤三：储能单元将步骤二计算的下一时刻储能单元功率值作为功率目标值,并调整自身输出,完成系统的自适应管控。(The invention relates to a self-adaptive control method for hydrogen production by a renewable energy direct-current micro-grid, which comprises the following steps: the method comprises the following steps: and monitoring power data of each unit operated in the direct current microgrid: the method comprises the steps that a renewable energy direct-current micro-grid energy management system obtains power information of each unit at the current time t, wherein the power information comprises wind power, photovoltaic power, hydrogen production power, energy storage unit power and an energy storage unit SOC; and is used as the input of the second step; step two: based on the power information of each unit at the current moment obtained in the step one, judging by combining the power information of each unit at the previous moment and the predicted power information at the next moment, calculating the power value of the energy storage unit at the next moment, and performing adaptive management and control; step three: and the energy storage unit takes the power value of the energy storage unit at the next moment calculated in the step two as a power target value, and adjusts the self output to finish the self-adaptive management and control of the system.)
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其是一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法。
背景技术
氢能是全球能源向可持续发展转型的主要路径之一，是整个能源技术的前沿领域，是支 撑可再生能源规模化发展，构建以可再生能源为主的综合能源供给体系的重要载体，氢能技 术是国家能源技术发展的重大战略方向。积极推进氢能产业规模化、商业化、高质量发展， 对于促进能源清洁转型、新旧动能转换、抢占新一轮能源革命先机等具有重要意义。
总体来看，可再生能源制氢技术在全球范围内均处于研究示范阶段、制氢设备多采用交 流接入方式，可再生能源发电的宽范围波动性与氢能负荷的随机性之间的匹配耦合缺少关键 的理论、技术和装备支撑。直流微网技术可以更好地接纳高密度的分布式能源和直流负荷， 提高系统安全稳定水平并降低损耗。直流微网技术能够实现有功、无功功率的独立解耦控制， 同时其暂态和动态性能相对于传统的直流技术有着明显的优势。在高密度分布式能源地区利 用可再生能源直流微网制氢，可大幅度提升系统的运行控制与优化能力，提高分布式电源接 入的能力和效率。
可再生能源直流微网的典型结构如图1所示。其中配电网通过AC/DC变流器接入直流 母线，光伏通过DC/DC变换器接入直流母线，风机通过AC/DC变流器接入直流母线，储 能电池通过DC/DC变换器接入直流母线，制氢电解槽通过DC/DC变换器接入直流母线。
受风速、光照等自然因素影响，风电、光伏可能发生短时的宽功率波动，当调度机构设 定直流微网并网但不上网(即不交换功率或者交换功率受限)时，需要对储能进行定期的、 合理的管理，在保障系统可靠运行的同时优化储能的充放电过程。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法， 能够提高系统效率、降低制氢成本，为可再生能源高效低成本制氢提供可复制的解决方案， 满足绿色、低碳能源的重大需求，推动我国可再生能源和氢能产业的创新发展。
本发明的技术方案为：一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法，包括如下步骤：
步骤一：对直流微网中运行的各个单元进行功率数据监测：由可再生能源直流微网能量 管理系统获取当前t时刻各个单元的功率信息，包括风电功率，光伏功率，制氢功率，储能 单元功率，储能单元SOC；并作为步骤二的输入；
步骤二：基于步骤一获取的各个单元当前时刻的功率信息，结合上一时刻各个单元的功 率信息以及下一时刻预测的功率信息进行判断，并计算下一时刻储能单元功率值，进行自适 应管控；上一时刻t-1的功率信息，包括t-1时刻制氢功率，t-1时刻风电功率值，t-1时刻光 伏功率值；下一时刻t+1的功率预测信息，包括下一时刻t+1的制氢功率预测值，下一时刻 t+1的风电功率预测值，下一时刻t+1的光伏功率预测值；
步骤三：储能单元将步骤二计算的下一时刻储能单元功率值作为功率目标值，并调整自 身输出，完成系统的自适应管控。
有益效果：
本发明提出的一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法，兼顾现有风光储系统与 制氢系统，并充分考虑多种能源配置适当容量储能，可以增强风光储互补互济和制氢能力。 可再生能源直流微网制氢系统中，针对储能单元的综合管控，增加了对风电、光伏变化趋势 的判断，以及储能单元SOC的实际情况，能够在风电、光伏等可再生能源发生短时宽功率 波动时，自适应调整储能单元的功率出力，提前应对可再生能源的变化趋势，保障平稳制氢。
附图说明
图1可再生能源直流微网制氢；
图2：本发明的一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描 述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明 中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。
根据本发明的一个实施例，提出一种可再生能源直流微网制氢的自适应管控方法，其实 现流程如图2所示，包括如下步骤：
步骤一：对直流微网中运行的各单元进行功率数据监测：由可再生能源直流微网能量管 理系统获取当前t时刻各个单元的功率信息，包括风电功率，光伏功率，制氢功率，储能单 元功率，储能单元SOC；并作为步骤二的输入；
步骤二：基于步骤一获取的各个单元当前时刻的功率信息，结合上一时刻各个单元的功 率信息以及下一时刻预测的功率信息进行判断，并计算下一时刻储能单元功率值，进行自适 应管控；上一时刻t-1的功率信息，包括t-1时刻制氢功率，t-1时刻风电功率值，t-1时刻光 伏功率值；下一时刻t+1的功率预测信息，包括下一时刻t+1的制氢功率预测值，下一时刻 t+1的风电功率预测值，下一时刻t+1的光伏功率预测值；
步骤三：储能单元将步骤二计算的下一时刻储能单元功率值作为功率目标值，并调整自 身输出，完成系统的自适应管控。
根据本发明的一个实施例，所述的步骤一具体包括：
当各单元运行时，由可再生能源直流微网能量管理系统获取当前时刻t的功率信息，包 括风电功率PW,t，光伏功率PP,t，制氢功率PH,t储能单元功率PE,t，储能单元荷电状态SOC。
根据本发明的实施例，所述步骤二包括：
可再生能源直流微网能量管理系统将步骤一的输出作为该步骤的输入信息，结合上一时 刻t-1的功率信息，包括t-1时刻制氢功率PH,t-1，t-1时刻风电功率PW,t-1，t-1时刻光伏功率 PP,t-1；以及下一时刻t+1的功率预测信息，包括下一时刻制氢功率预测值PH,t+1，下一时刻 风电功率预测值PW,t+1，下一时刻光伏功率预测值PP,t+1，计算下一时刻储能单元功率值PE,t+1。
判断下一时刻的预测功率值是否大于当前时刻功率值，如果是，则储能单元启动吸收策 略调整，并基于当前的荷电状态确定储能单元的功率值；如果否，则储能单元启动输出策略 调整，并基于当前的荷电状态确定储能单元的功率值。
所述判断下一时刻的预测功率值是否大于当前时刻功率值，如果是，则储能单元启动吸 收策略调整，并基于当前的荷电状态确定储能单元的功率值，具体包括：
判断当(PW,t+1+PP,t+1)>(PW,t+PP,t)时，进一步判断，
如果：
则当SOC>SOCH时，储能单元的功率PE,t+1＝0；当SOC<SOCH时，
如果：
则当当SOC>SOCH时，储能单元的功率PE,t+1＝0；当SOC<SOCH时，
其中kc、SOCH、kcb分别为储能单元的充电调节因子、荷电状态上限值、充电调节因子 基准值。
所述判断下一时刻的预测功率值是否大于当前时刻功率值，如果否，则储能单元启动输 出策略调整，并基于当前的荷电状态确定储能单元的功率值，具体包括：
判断当(PW,t+1+PP,t+1)<(PW,t+PP,t)时，进一步判断，
如果：则当SOC<SOCL时，储能单元的功率PE,t+1＝0；当SOC>SOCL时，
如果：则当SOC<SOCL时，储能单元的功率PE,t+1＝0；当SOC>SOCL时，
其中kd、SOCL、kdb分别为储能单元的放电调节因子、荷电状态下限值、放电调节因子 基准值。
根据本发明的实施例，所述步骤三：储能单元将步骤二计算的下一时刻储能单元功率值 PE,t+1作为功率目标值，并调整自身输出，完成系统的自适应管控。
可再生能源直流微网制氢兼顾现有风光储系统与制氢系统，并充分考虑多种能源配置适 当容量储能，可以增强风光储互补互济和制氢能力。可再生能源直流微网制氢系统中，针对 储能单元的综合管控，增加了对风电、光伏变化趋势的判断，以及储能单元SOC的实际情 况，能够在风电、光伏等可再生能源发生短时宽功率波动时，自适应调整储能单元的功率出 力，提前应对可再生能源的变化趋势，保障平稳制氢。
上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本 发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲， 只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见 的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种分布式光伏电站的通用化功率预测方法及装置