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龙图腾网获悉重庆大学申请的专利一种风光耦合离网电解制氢系统的功率控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115693733B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211097176.4，技术领域涉及：H02J3/32；该发明授权一种风光耦合离网电解制氢系统的功率控制方法是由陈家伟;程佩;夏焌虓;王鹏飞设计研发完成，并于2022-09-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种风光耦合离网电解制氢系统的功率控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种风光耦合离网电解制氢系统的功率控制方法，其包括步骤1：对风光耦合离网电解制氢系统的底层控制器设计输出控制方程，根据设计的控制方程控制系统中的DCDC变换器；步骤2：按设定策略控制风光耦合离网电解制氢系统的运行。本发明不仅实现使用储能单元、电解水制氢单元和卸荷单元对微电网电解制氢系统的母线电压进行控制：储能单元建立母线电压支撑，电解水制氢单元实施辅助控制，卸荷单元实现超限保护；而且还可实现锂电池SoC的保护与恢复，从而提高储能单元的使用寿命。与此同时，该控制方法充分考虑了系统的暂态响应，利用锂电池、卸荷单元共同协作消纳不平衡功率，维持母线电压稳定，从而能保持系统稳定运行。

本发明授权一种风光耦合离网电解制氢系统的功率控制方法在权利要求书中公布了：1.一种风光耦合离网电解制氢系统的功率控制方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1：对风光耦合离网电解制氢系统的底层控制器设计输出控制方程，所述风光耦合离网电解制氢系统包括直流母线、分布式发电单元、储能单元、电解水制氢单元和卸荷单元；所述储能单元包括锂电池和连接锂电池与直流母线的双向DCDC变换器；所述电解水制氢单元包括碱式电解槽和连接碱式电解槽与直流母线的单向DCDC变换器；所述卸荷单元包括卸荷电阻和连接卸荷电阻与直流母线的斩波器，所述斩波器包括开关管和二极管，根据设计的控制方程控制风光耦合离网电解制氢系统中的DCDC变换器： a、储能单元的双向DCDC变换器的控制采用双闭环PI控制，外环为电压环，内环为电流环；外环PI控制器以直流母线电压的标称值和直流母线电压测量值作为输入，外环PI控制器的输出端连接选择器Dbat，选择器Dbat与内环PI控制器的输入端连接，内环PI控制器对储能单元的双向DCDC变换器的开关管输出驱动信号； 当锂电池满足母线电压支撑条件时，内环输入基准由外环产生，即Dbat＝1；当锂电池不满足母线电压支撑条件时，内环输入基准选为0，即Dbat＝0，等价于断开锂电池连接；储能单元的控制方程为： 式中，Vref为直流母线电压的标称值；Vbus为直流母线电压测量值；iref1和ich分别为内环电流基准与电池电流测量值；d1为储能单元的双向DCDC变换器开关管的占空比；kip1和kii1分别为内环PI参数，kvp1和kvi1分别为外环PI参数； b、电解水制氢单元的单向DCDC变换器的控制也采用双闭环PI控制，外环为电压环，内环为电流环；外环PI控制器以直流母线电压的标称值和直流母线电压测量值作为输入，采用二级开关选择器进行内环电流基准的选取，外环PI控制器的输出端连接第一级选择器，第二级选择器与内环PI控制器的输入端连接，内环PI控制器对电解水制氢单元的单向DCDC变换器的开关管输出驱动信号；第一级选择器为Sael，选择基准为外环输出或最低制氢电流，第二级选择器Dael选择连接或断开第一级选择器；此外，在外环输出端进行限幅，保证碱式电解槽电流输入基准最高为额定电流值；电解水制氢单元的控制方程为： 式中，Vref为直流母线电压的标称值；Vbus为母线电压测量值；iref2和iael分别为内环电流基准与电池电流测量值，其中iref2的选取根据控制策略而定，Iaelmin为最低制氢电流，当iref2选取此值时表明碱式电解槽工作在最低制氢功率；d2为DCDC变换器开关管S3的占空比；kip2和kii2分别为内环PI参数，kvp2和kvi2分别为外环PI参数； c、卸荷单元的控制采用单环PI控制，PI控制器以直流母线电压的标称值和直流母线电压测量值作为输入，PI控制器对卸荷单元的开关管输出驱动信号，卸荷单元的控制方程为； 式中，d3为卸荷单元开关管的占空比；Vrefmax为直流母线电压的最大值，Vbus为直流母线电压的测量值；kp和ki为PI参数；另外，卸荷单元在母线电压超过设定值Vrefmax时运行； 步骤2：按如下策略控制风光耦合离网电解制氢系统的运行： 当分布式发电单元的发电功率并入直流母线时，上层控制器根据源侧功率与锂电池的SOC状态为底层控制器提供开关状态，即为储能单元的双向DCDC变换器的选择器Dbat和电解水制氢单元的单向DCDC变换器的二级选择器Sael和Dael提供开关信号，分三种情况： 情况一：当输入功率小于碱式电解槽额定功率的30％，且锂电池的SOC高于下限值时，锂电池满足母线电压支撑条件，碱式电解槽工作在其额定功率的30％，储能单元对碱式电解槽提供缺额功率，此时选择器Dbat＝1，二级选择器Sael、Dael分别选择0、1，表明锂电池连接、碱式电解槽工作在额定功率的30％； 当输入功率小于碱式电解槽额定功率的30％，且锂电池的SOC低于下限值时，锂电池不满足母线电压支撑条件，锂电池不能提供母线电压支撑，此时第二级选择器Dael选择0，即碱式电解槽断开，输入功率全部用于锂电池充电，直至达到锂电池的SOC上限值； 情况二：当输入功率大于碱式电解槽额定功率的30％而小于或等于额定功率时，碱式电解槽此时以输入功率运行，储能单元不工作；此时选择器Dbat＝0，二级选择器Sael、Dael均选择1，表明锂电池断开，电解水制氢单元的单向DCDC变换器此时控制母线电压，且碱式电解槽工作在输入功率； 情况三：当输入功率大于碱式电解槽额定功率时，且电池的SOC低于上限值时，碱式电解槽以额定功率运行，储能单元吸收源侧除碱式电解槽额定功率之外的多余功率，此时选择器Dbat＝1，二级选择器Sael、Dael均选择1，表明锂电池连接，储能单元的双向DCDC变换器控制母线电压；此时电解水制氢单元的单向DCDC变换器外环输出达到限幅值，起到辅助控制的作用； 当输入功率大于碱式电解槽额定功率时，且电池的SOC高于或等于上限值时，碱式电解槽以额定功率运行，储能单元不能吸收源侧除碱式电解槽额定功率之外的多余功率，选择器Dbat选择0，即锂电池断开，此时电解水制氢单元的单向DCDC变换器无法控制母线电压，母线电压爬升；当母线电压上升到设定最大值时，卸荷单元工作以控制母线电压在设定最大值，并等待输入功率改变从而进入下一状态。

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