本申請屬于風力發(fā)電領域，尤其涉及一種制氫用風力發(fā)電機組、制氫系統(tǒng)及其控制方法、控制器。

背景技術：

1、隨著社會不斷發(fā)展，對能源的需求量逐漸增大。為了能夠滿足對能源的需求，可再生新能源成為了重點研究方向，風力發(fā)電是可再生新能源中的重要發(fā)展方向之一，可應用在多個領域。例如，風力發(fā)電可用于制氫，風力發(fā)電機組與電網并網，風力發(fā)電機組將風能轉化為電能，轉化得到的電能可提供給電網和制氫設備。

2、圖1為現(xiàn)有技術中一種風力發(fā)電并網制氫系統(tǒng)的結構示意圖，如圖1所示，風力發(fā)電機組10的發(fā)電機11產生的電能通過風電變流器12中整流器121轉換為直流電能，再通過風電變流器12中逆變器122轉換為交流電能傳輸至并網升壓變壓器13，通過并網升壓變壓器13傳輸至電網14以及制氫降壓變壓器15，制氫降壓變壓器15與制氫設備組16電連接，以使制氫設備組16利用接收到的電能制氫。在該過程中，發(fā)電機11輸出的交流電能，先后經歷了交流電能整流為直流電能、直流電能逆變?yōu)榻涣麟娔?、交流電能通過并網升壓變壓器升壓至35kv(千伏特)、升壓至35kv的交流電能再通過制氫降壓變壓器15降壓至幾百伏特到1kv之間等過程，發(fā)電機11與制氫設備組16之間的電能轉換過程過于復雜，導致電能損耗提升，電能傳輸效率較低。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供一種制氫用風力發(fā)電機組、制氫系統(tǒng)及其控制方法、控制器，能夠降低制氫用風力發(fā)電機組的電能損耗，提升電能傳輸效率。

2、第一方面，本申請實施例提供一種制氫用風力發(fā)電機組，包括：發(fā)電機；制氫電源，包括電連接的整流器和直流斬波器，整流器的輸入與發(fā)電機的輸出電連接，直流斬波器的輸出被配置為與制氫設備電連接；交流儲能模塊，包括電連接的交流直流變換器和電池單元，交流直流變換器與發(fā)電機的輸出電連接；備電模塊，與發(fā)電機的輸出電連接，用于在交流儲能模塊存儲的電能不足以啟動制氫用風力發(fā)電機組的情況下，產生電能為交流儲能模塊充電。

3、第二方面，本申請實施例提供一種制氫系統(tǒng)，包括：第一方面的制氫用風力發(fā)電機組；制氫設備，制氫設備與制氫用風力發(fā)電機組的制氫電源中直流斬波器的輸出電連接。

4、第三方面，本申請實施例提供一種制氫系統(tǒng)的控制方法，應用于第二方面的制氫系統(tǒng)，該方法包括：獲取交流儲能模塊的儲能信息；在儲能信息指示儲存的電量小于啟動需求電量的情況下，控制備電模塊產生電能為交流儲能模塊充電，以使交流儲能模塊存儲的電量大于等于啟動需求電量；在儲能信息指示儲存的電量大于等于啟動需求電量的情況下，控制交流儲能模塊為制氫用風力發(fā)電機組提供啟動電能；控制制氫用風力發(fā)電機組啟動，為制氫設備供電。

5、第四方面，本申請實施例提供一種控制器，包括：處理器以及存儲有計算機程序指令的存儲器；處理器執(zhí)行計算機程序指令時實現(xiàn)第三方面的制氫系統(tǒng)的控制方法。

6、本申請實施例提供一種制氫用風力發(fā)電機組、制氫系統(tǒng)及其控制方法、控制器，制氫用風力發(fā)電機組可包括發(fā)電機、制氫電源、交流儲能模塊和備電模塊。發(fā)電機的輸出可直接連接制氫電源、交流儲能模塊及備電模塊。制氫電源包括整流器和直流斬波器，可將發(fā)電機輸出的交流電能轉換為適于制氫所用的直流電能，直流斬波器的輸出被配置為與制氫設備電連接，可直接為制氫設備供電。發(fā)電機輸出的電能不需再經過風電變流器中的整流器、風電變流器中的逆變器、并網升壓變壓器以及制氫降壓變壓器，減少了發(fā)電機與制氫設備之間電能轉換的環(huán)節(jié)，降低電能損耗，提升電能傳輸效率。

技術特征：

1.一種制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，所述直流斬波器用于將所述整流器輸出的直流電能轉換為電流精度小于等于制氫需求精度閾值的直流電能。

3.根據(jù)權利要求1所述的制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，所述直流斬波器包括n相電抗器，n為大于等于2的整數(shù)，通過每一相電抗器的電流彼此相位交錯。

4.根據(jù)權利要求1所述的制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，所述直流斬波器包括n相斬波單元，n為大于等于2的整數(shù)，每一相所述斬波單元的第一連接端與所述整流器的第一直流輸出端電連接，每一相所述斬波單元的第二連接端與所述整流器的第二直流輸出端電連接，n相所述斬波單元的第三連接端電連接，所述直流斬波器的輸出包括所述斬波單元的第二連接端和第三連接端；

5.根據(jù)權利要求4所述的制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，每一相所述斬波單元包括第一電抗器、第一開關管和第二開關管；

6.根據(jù)權利要求5所述的制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，n相所述斬波單元的開關管控制信號相互交錯360°/n，

7.根據(jù)權利要求1所述的制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，所述整流器包括依次電連接的第一三相交流濾波器、第一交流直流變換單元和第一電容組；

8.根據(jù)權利要求1所述的制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，所述備電模塊包括電連接的變壓器和發(fā)電單元；

9.根據(jù)權利要求1所述的制氫用風力發(fā)電機組，其特征在于，所述交流直流變換器包括依次電連接的第二三相交流濾波器、第二交流直流變換單元和第二電容組；

10.一種制氫系統(tǒng)，其特征在于，包括：

11.如權利要求10所述的制氫系統(tǒng)，其特征在于，所述制氫設備包括制氫電解設備和氫儲存設備；

12.如權利要求10所述的制氫系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制子系統(tǒng)，所述控制子系統(tǒng)包括：

13.一種制氫系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，應用于如權利要求10至12中任意一項所述的制氫系統(tǒng)，所述方法包括：

14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，在所述控制所述風力發(fā)電機組啟動，為所述制氫設備供電之后，還包括：

15.一種控制器，其特征在于，包括：處理器以及存儲有計算機程序指令的存儲器；

技術總結
本申請公開了一種制氫用風力發(fā)電機組、制氫系統(tǒng)及其控制方法、控制器，涉及風力發(fā)電領域。該制氫用風力發(fā)電機組包括：發(fā)電機；制氫電源，包括電連接的整流器和直流斬波器，整流器的輸入與發(fā)電機的輸出電連接，直流斬波器的輸出被配置為與制氫設備電連接；交流儲能模塊，包括電連接的交流直流變換器和電池單元，交流直流變換器與發(fā)電機的輸出電連接；備電模塊，與發(fā)電機的輸出電連接，用于在交流儲能模塊存儲的電能不足以啟動制氫用風力發(fā)電機組的情況下，產生電能為交流儲能模塊充電。根據(jù)本申請實施例能夠降低制氫用風力發(fā)電機組的電能損耗，提升電能傳輸效率。

技術研發(fā)人員：楊有濤
受保護的技術使用者：北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2