分散式风氢耦合系统能量管理方法与流程

：
1.本专利涉及风电控制技术领域，进一步涉及分散式风氢耦合系统能量管理方法。


背景技术：

2.相较于集中式风电，分散式风电凭借投资省、能就近消纳、接入方式灵活等优点逐渐受到业界重视，因此其开发潜力巨大。另外，氢作为一种清洁能源，具有能量密度高、容量大等特点，因而成为风电规模化综合开发利用、储存的优选方案之一。将分散式风电、制氢、储氢、耗氢单元耦合于交流母线的拓扑结构，如何实现高效控制是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本专利设计了一种将分散式风电、制氢、储氢、耗氢单元耦合于交流母线的拓扑结构，依据风速、负荷单元的实时变化曲线，结合电解槽、燃料电池等各部分的物理特性，提出了一种能量管理方法。具体技术方案如下：
4.分散式风氢耦合系统能量管理方法，所述分散式风氢耦合系统包括：永磁直驱风电机组，pem电解槽，燃料电池，制氢设备，储氢设备，耗氢设备，能量管理单元；燃料电池选用质子交换膜燃料电池，制氢、储氢、耗氢设备耦合于交流母线；能量管理单元根据风电机组出力、负荷调度、电解槽与燃料电池功率水平以及储氢罐的压力水平，发出指令信号，各单元层控制器接收信号，作用于系统各个单元，来保证风氢耦合系统安全稳定运行；分散式风氢耦合系统能量管理方法包括如下过程：
5.氢储能系统吸收或补偿的系统净功率为：
6.ps＝p
wind-p
load
，
7.式中，p
wind
代表风机出力，p
load
代表负荷需求，
8.步骤1：判断是否满足ps》0；满足则转步骤2，否则转步骤11；
9.步骤2：判断是否满足0＜ps＜p
el.min
，p
el.min
代表电解槽最小运行功率；满足则转步骤3，否则转步骤4；
10.步骤3：按照工况一运行，即：
11.p
res
＝ps，
12.式中，p
res
代表系统供给电网或从电网吸收的功率，此时，pem电解槽不启动，系统将需吸收的净功率全部供给电网；
13.步骤4：判断是否满足p
el.min
＜ps＜p
el，max
，p
el.max
代表电解槽最大运行功率，满足则转步骤5，否则转步骤8；
14.步骤5：判断是否满足p
t
＜p
t-max
，p
t
代表储氢罐压强，p
t-max
代表储氢罐压强上限值，满足则转步骤6，否则转步骤7；
15.步骤6：按照工况二运行，即：
16.p
elref
＝p
s p
fcref
＝0，
17.式中，p
elref
代表能量管理单元产生的电解槽给定参考功率，p
fcref
代表能量管理单
元产生的燃料电池给定参考功率；此时，pem电解槽投入运行，进行富余功率消纳，燃料电池处于停止工作状态；
18.步骤7：按照工况三运行，即：
19.p
elref
＝0p
fcref
＝0p
res
＝ps，
20.此时，由于储氢罐内压强已达上限值pem电解槽与燃料电池都处于停运状态，系统将需吸收的净功率全部供给电网；
21.步骤8：判断是否满足如下条件：
[0022][0023]
满足转步骤9，否则转步骤10；
[0024]
步骤9：按工况四运行，即：
[0025]
p
elref
＝p
el.max p
fcref
＝0；
[0026]
此时，pem电解槽以更大功率运行，燃料电池处于停运状态；
[0027]
步骤10：按工况五运行，即：当系统满足约束条件
[0028][0029]
p
elref
＝0 p
fcref
＝0 p
res
＝ps；
[0030]
储氢罐内压强此时已达上限值，pem电解槽不再制氢，燃料电池也停止运行，系统将需吸收的净功率全部供给电网；
[0031]
步骤11：判断是否满足如下条件0＜|ps|＜p
fc.max
，p
fc.max
代表电解槽最大运行功率，满足转步骤12，否则转步骤15；
[0032]
步骤12：判断是否满足如下条件：
[0033][0034]
p
t-min
——储氢罐压强下限值，
[0035]
满足转步骤13，否则转步骤14；
[0036]
步骤13：按工况六运行，即：
[0037]
p
fcref
＝0 p
elref
＝0 p
res
＝ps，
[0038]
此时，由于储氢罐内压强已达下限值，燃料电池已无法运行，pem电解槽也处于停运状态，系统将需补偿的净功率全部从电网吸收；
[0039]
步骤14：按工况七运行，即：
[0040]
p
fcref
＝|ps| p
elref
＝0，
[0041]
此时，pem电解槽停运，燃料电池启动，以一定功率消耗氢气，补偿系统功率差额；
[0042]
步骤15：判断是否满足如下条件：
[0043][0044]
满足转步骤16，否则转步骤17；
[0045]
步骤16：按工况八运行，即：
[0046]
p
fcref
＝0 p
elref
＝0 p
res
＝ps，
[0047]
储氢罐内压强此时已达下限值，燃料电池消耗氢气，pem电解槽也停止运行，系统需补偿的功率差额全部从电网吸收；
[0048]
步骤17：按工况九运行，即：当系统满足约束条件
[0049][0050]
p
fcref
＝p
fc.max p
elref
＝0，
[0051]
此时，燃料电池以更大功率运行，pem电解槽处于停运状态。
[0052]
本专利搭建了分散式风电/pem电解槽/储氢罐/燃料电池耦合于交流母线的风氢耦合系统。综合考虑电解槽和燃料电池的功率水平约束以及储氢罐的压力水平约束相关条件，提出了9种工况运行下的能量管理策略，并通过进行仿真分析，得到如下结论：
[0053]
所提出的能量管理策略可以使分散式风电与氢能耦合系统的出力可控，能较好的实现系统功率的消纳与补偿，有利于分散式风电高渗透友好并网运行。
[0054]
能量管理策略通过风电机组，pem电解槽，燃料电池等单元的协调控制，可以使电解槽与燃料电池运行于最小功率与额定功率之间，并使储氢罐的压力水平处于安全范围之内。
附图说明：
[0055]
图1是分散式风电风氢耦合系统拓扑结构图；
[0056]
图2是能量管理策略流程图；
[0057]
图3是模式选择示意图；
[0058]
图4a是实施例中单台风机风速曲线图；
[0059]
图4b是实施例中分散式风电机组出力及负荷需求曲线图；
[0060]
图4c是实施例中风机参数曲线图；
[0061]
图5是实施例中pem电解槽单元曲线图；
[0062]
图6是实施例中燃料电池单元曲线图；
[0063]
图7是实施例中储氢罐单元曲线图；
[0064]
图8是实施例中电解槽功率、燃料电池功率、与电网交互功率曲线图；
[0065]
图9是实施例中能量管理方法分析曲线。
具体实施方式：
[0066]
实施例：
[0067]
分散式风电与氢能耦合系统的结构如图1所示，其中分散式风电采用永磁直驱风电机组，电解槽采用pem电解槽，燃料电池选用质子交换膜燃料电池，制氢、储氢、耗氢设备耦合于交流母线。能量管理单元根据风电机组出力、负荷调度、电解槽与燃料电池功率水平以及储氢罐的压力水平，发出指令信号，各单元层控制器接收信号，作用于系统各个单元，来保证风氢耦合系统安全稳定运行。
[0068]
风力机模型：
[0069]
当风以一定角度和速度吹过风轮叶片时，作用在叶片上的气动力使得风轮获得旋
转力矩，以带动风轮主轴旋转，从而实现风能到机械能的转换，由空气动力学和贝兹理论得知，风力机从大自然中获得的风能转化成的机械功率为：
[0070][0071]
式中，pm代表风力机输出机械功率，ρ代表空气密度，r代表风轮半径，v代表风速，c
p
代表风能利用系数，λ代表叶尖速比，β代表桨距角，ωw代表风力机角速度。其中，c
p
可表示为：
[0072][0073]
分散式风电适合选择适用于低转速状态的凸极式永磁同步发电机，永磁直驱风机在两相同步旋转坐标系下的电压方程为：
[0074][0075]
式中，u
sd
、u
sq
代表定子绕组d、q轴电压，i
sd
、i
sq
代表定子绕组d、q轴电流，rs代表定子绕组电阻，ψf代表转子磁链在定子绕组的轴向分量；ψ
sd
、ψ
sq
代表定子直轴和交轴磁链。
[0076]
定子磁链方程为：
[0077][0078]
式中，l
sd
、l
sq
代表定子电感d、q轴分量。
[0079]
将式(4)代入式(3)可得定子电压方程为：
[0080][0081]
永磁直驱风机在两相同步旋转坐标系下的转矩方程为：
[0082][0083]
式中，n
p
代表直驱发电机极对数。
[0084]
pem电解槽模型：
[0085]
电解槽电压方程为：
[0086]vel
＝e+v
el.act
+v
el.ohm
ꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0087]
式中，e代表开路电压，v
el.act
代表活化极化电压，v
el.ohm
代表欧姆极化电压。
[0088]
[0089]
式(8)称为能斯特方程，表示一定温度下电池的可逆电动势与参加反应的各组分的活度之间的关系。e0代表标准电动势，r代表气体常数，t
el
代表电池温度，f代表法拉第常数，p
h2
代表氢气分压，p
o2
代表氧气分压，a
h2o
代表阳极和电解质之间的水活度，取值为1。
[0090]
标准电压可以表示为：
[0091][0092]
式中，δgf——电化学反应过程的gibbs自由能变。
[0093]
活化极化电压可以定义为：
[0094][0095]
式中，α代表传递系数，i代表电流密度，i0代表交换电流密度。
[0096]
欧姆极化电压表达式为：
[0097]vel.ohm
＝ir
el.ohm
ꢀꢀ
(11)
[0098]
式中，r
el.ohm
——膜电阻，膜电阻的表达式为：
[0099][0100]
式中，tm代表膜的厚度，σm代表膜的传导率，其中，膜的传导率的表达式为：
[0101]
σm＝(0.00514λ
m-0.00326)
[0102][0103]
式中，λm代表阳极和阴极膜的水含量的算术平均根。
[0104]
pem电解槽产氢速率表达式为：
[0105][0106]
式中，n
el
代表pem电解槽电池的串联数；i
el
代表电解槽电流。
[0107]
燃料电池模型：
[0108]
质子交换膜燃料电池单电池的输出电压为：
[0109]vcell
＝e
nernst-η
fc.act
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)
[0110]-η
fc.con-η
fc.ohmic
[0111]
式中，e
nernst
代表热力学电动势，η
fc.act
代表活化过电压，η
fc.con
代表浓差过电压，η
fc.ohmic
代表欧姆过电压。
[0112]
pem燃料电池堆栈由n
fc
个pem燃料电池单体串联在一起所组成，则其电堆电压为：
[0113]vfc
＝n
fcvcell
ꢀꢀꢀ
(16)
[0114]
热力学电动势的表达式为：
[0115][0116]
式中，δg代表gibbs自由能的变化值，δs代表熵的变化值，p
fc.h2
代表氢气在阳极催化剂/气体界面的分压，p
fc.o2
代表氧气在阴极催化剂/气体界面的分压，t
fc
代表燃料电池温度，t
ref
代表参考温度。
[0117]
活化过电压的表达式为：
[0118][0119]
式中，ξ1、ξ2、ξ3、ξ4代表经验参数，代表阴极气液界面氧气浓度，i
fc
代表燃料电池电流。
[0120]
浓差过电压的表达式为：
[0121][0122]
式中，b代表燃料电池运行系数，j
fc
代表燃料电池实际电流密度，j
fc.max
代表燃料电池最大电流密度。
[0123]
欧姆过电压的表达式为：
[0124][0125]
式中，rm代表质子交换膜等效膜电阻，
[0126]
rc代表阻碍质子通过的膜阻抗，l代表质子交换膜厚度，a代表质子交换膜有效面积，rm代表质子交换膜电阻率。
[0127]
质子交换膜燃料电池耗氢速率表达式为：
[0128][0129]
储氢罐模型：
[0130]
采用高压气罐储存氢气，用罐内的氢气压强来衡量氢气的量。为了简化储氢罐模型，假定一个无损封闭系统，利用范德华方程求出储罐压力方程为：
[0131][0132]
式中，pb代表储氢罐压力，p
bi
代表初始罐压，n
h2
代表储存氢气的量，tb代表储氢罐温度，vb代表储氢罐体积。
[0133]
分散式风氢耦合系统能量管理方法，包括如下过程：
[0134]
氢储能系统吸收或补偿的系统净功率为：
[0135]
ps＝p
wind-p
load
，
[0136]
式中，p
wind
代表风机出力，p
load
代表负荷需求，
[0137]
步骤1：判断是否满足ps》0；满足则转步骤2，否则转步骤11；
[0138]
步骤2：判断是否满足0＜ps＜p
el.min
，p
el.min
代表电解槽最小运行功率；满足则转步骤3，否则转步骤4；
[0139]
步骤3：按照工况一运行，即：
[0140]
p
res
＝ps，
[0141]
式中，p
res
代表系统供给电网或从电网吸收的功率，此时，pem电解槽不启动，系统将需吸收的净功率全部供给电网；
[0142]
步骤4：判断是否满足p
el.min
＜ps＜p
el.max
，p
el.max
代表电解槽最大运行功率，满足则转步骤5，否则转步骤8；
[0143]
步骤5：判断是否满足p
t
＜p
t-max
，p
t
代表储氢罐压强，p
t-max
代表储氢罐压强上限值，满足则转步骤6，否则转步骤7；
[0144]
步骤6：按照工况二运行，即：
[0145]
p
elref
＝p
s p
fcref
＝0，
[0146]
式中，p
elref
代表能量管理单元产生的电解槽给定参考功率，p
fcref
代表能量管理单元产生的燃料电池给定参考功率；此时，pem电解槽投入运行，进行富余功率消纳，燃料电池处于停止工作状态；
[0147]
步骤7：按照工况三运行，即：
[0148]
p
elref
＝0 p
fcref
＝0 p
res
＝ps，
[0149]
此时，由于储氢罐内压强已达上限值pem电解槽与燃料电池都处于停运状态，系统将需吸收的净功率全部供给电网；
[0150]
步骤8：判断是否满足如下条件：
[0151][0152]
满足转步骤9，否则转步骤10；
[0153]
步骤9：按工况四运行，即：
[0154]
p
elref
＝p
el.max p
fcref
＝0；
[0155]
此时，pem电解槽以更大功率运行，燃料电池处于停运状态；
[0156]
步骤10：按工况五运行，即：当系统满足约束条件
[0157][0158]
p
elref
＝0 p
fcref
＝0 p
res
＝ps；
[0159]
储氢罐内压强此时已达上限值，pem电解槽不再制氢，燃料电池也停止运行，系统将需吸收的净功率全部供给电网；
[0160]
步骤11：判断是否满足如下条件0＜|ps|＜p
fc.max
，p
fc.max
代表电解槽最大运行功率，满足转步骤12，否则转步骤15；
[0161]
步骤12：判断是否满足如下条件：
[0162][0163]
p
t-min
——储氢罐压强下限值，
[0164]
满足转步骤13，否则转步骤14；
[0165]
步骤13：按工况六运行，即：
[0166]
p
fcref
＝0 p
elref
＝0 p
res
＝ps，
[0167]
此时，由于储氢罐内压强已达下限值，燃料电池已无法运行，pem电解槽也处于停运状态，系统将需补偿的净功率全部从电网吸收；
[0168]
步骤14：按工况七运行，即：
[0169]
p
fcref
＝|ps| p
elref
＝0，
[0170]
此时，pem电解槽停运，燃料电池启动，以一定功率消耗氢气，补偿系统功率差额；
[0171]
步骤15：判断是否满足如下条件：
[0172][0173]
满足转步骤16，否则转步骤17；
[0174]
步骤16：按工况八运行，即：
[0175]
p
fcref
＝0 p
elref
＝0 p
res
＝ps，
[0176]
储氢罐内压强此时已达下限值，燃料电池消耗氢气，pem电解槽也停止运行，系统需补偿的功率差额全部从电网吸收；
[0177]
步骤17：按工况九运行，即：当系统满足约束条件
[0178][0179]
p
fcref
＝p
fc.max p
elref
＝0，
[0180]
此时，燃料电池以更大功率运行，pem电解槽处于停运状态。
[0181]
仿真分析：
[0182]
为了验证分散式风电风氢耦合系统模型与能量管理控制策略的有效性和正确性，根据图1中的整体拓扑结构搭建系统仿真模型，并对系统各单元以及能量管理策略进行仿真分析。设定分散式风电系统由5台容量为2mw、额定风速为13m/s的永磁直驱风机组成，pem电解槽额定功率为2.5mw，质子交换膜燃料电池额定功率为1.2mw，仿真以24h为时间轴。
[0183]
风机与负荷单元仿真分析
[0184]
单台风机风速曲线、分散式风电机组出力及负荷需求曲线，以及风机参数曲线如图4所示，由图可知，负荷需求与风机出力不相匹配，系统在0:00～16:00时段内，分散式风电机组出力高于负荷需求，系统有部分功率剩余；在16:00～24:00时段内负荷逐渐增加，此时风机出力高于负荷需求，导致系统功率出现缺额。其中，风机在8:00～8:30时段以及12:00～12:30时段内达到额定风速13m/s，风电机组以额定功率10mw运行。风机转速ωw跟随风速变化，也在8:00～8:30时段以及12:00～12:30时段内达到额定值2.3rad/s，在运行过程中最佳叶尖速比λ基本维持在6，在风速达到额定风速时，调节桨距角β从而减少叶轮输出功率，此时风能利用系数c
p
略有降低，其他时段c
p
值维持在0.41左右。风机的输出功率曲线与
风速曲线波动情况实时一致。
[0185]
pem电解槽单元仿真分析：
[0186]
依据以上条件进行系统仿真，电解槽单元仿真结果如图所示。能量管理单元依据系统各单元的实时状态将控制指令下达到各单元，各单元作出相应动作。由图5可知，pem电解槽输出功率、生产氢气流速、工作电流变化趋势一致。0:00～12:30时段内，电解槽处于工作状态，其中，0:00～7:30和10:00～12:30时段内，pem电解槽以小于额定功率的功率值运行；7:30～10:00时段内，pem电解槽以额定功率2.5mw运行。pem电解槽运行过程中，最大电流值为5221a，此时对应点消纳功率为2.5mw，产氢量可达5.359mol/s。
[0187]
燃料电池单元仿真分析：
[0188]
质子交换膜燃料电池单元相关参数如图所示。由图6可知，16:00～21:00时段内，燃料电池处于工作状态，且发电功率、消耗氢气流速、工作电流变化趋势一致。其中，16:00～19:00时段内，燃料电池以小于额定功率的功率值运行；19:00～21:00时段内，燃料电池以额定功率1.2mw运行。pem燃料电池运行过程中，最大电流值为2243a，此时对应点发电功率为1.2mw，耗氢量可达10.46mol/s。
[0189]
储氢单元仿真分析：
[0190]
由图7可知，0:00～12:30时段内，储氢罐压强随电解水制得氢气的累积而逐渐增大，在12:30时刻左右，储氢罐压强p
t
已达上限值594kpa，此时，电解槽将停止制氢，储氢罐将停止氢气流入；16:00～21:00时段内，储氢罐压强随燃料电池消耗氢气的累积而逐渐减小，在21:00时刻左右，储氢罐压强p
t
已达下限值66kpa，此时，燃料电池将停止消耗氢气，储氢罐将停止氢气流出。
[0191]
能量管理方法仿真分析
[0192]
由图8和图9可知，在0:00～12:30时段内，系统处于电解槽运行区段。其中，0:00～7:30和10:00～12:30时段内，储氢罐压强未达到上限值，且pem电解槽的运行功率小于额定值，此时系统运行于工况二；在7:30～10:00时段内，pem电解槽的运行功率等于额定值，且储氢罐压强仍未达到上限值，此时系统运行于工况四。
[0193]
在12:30时刻，储氢罐压强已达到最大值，因此，在12:30～16:00时段内，电解槽与燃料电池都处于停运状态，系统将剩余净功率全部供给电网。其中，12:30～14:00时段内，系统剩余净功率小于电解槽的额定功率，此时系统运行于工况三；14:00～15:00时段内，系统剩余净功率大于电解槽的额定功率2.5mw，此时系统运行于工况五；15:00～16:00时段内，系统剩余净功率小电解槽的启动功率750kw，此时系统运行于工况一。
[0194]
在16:00～21:00时段内，系统处于燃料电池运行区段。其中，16:00～19:00时段内，储氢罐压强未达到下限值，且燃料电池的运行功率小于额定值，此时系统运行于工况七；19:00～21:00时段内，燃料电池的运行功率等于额定值，且储氢罐压强仍未达到下限值，此时系统运行于工况九。
[0195]
在21:00时刻，储氢罐压强已达到最小值，因此，在21:00～24:00时段内，电解槽与燃料电池都处于停运状态，系统缺额功率全部从电网吸收。其中，21:00～22:30时段内，系统需要补偿的功率差额大于燃料电池的额定功率1.2mw，此时系统运行于工况八；22:30～24:00时段内，系统需要补偿的功率差额小于燃料电池的额定功率，此时系统运行于工况六。

技术特征：
1.分散式风氢耦合系统能量管理方法，所述分散式风氢耦合系统包括：永磁直驱风电机组，pem电解槽，燃料电池，制氢设备，储氢设备，耗氢设备，能量管理单元；燃料电池选用质子交换膜燃料电池，制氢、储氢、耗氢设备耦合于交流母线；能量管理单元根据风电机组出力、负荷调度、电解槽与燃料电池功率水平以及储氢罐的压力水平，发出指令信号，各单元层控制器接收信号，作用于系统各个单元，来保证风氢耦合系统安全稳定运行；其特征在于，包括如下过程：氢储能系统吸收或补偿的系统净功率为：p
s
＝p
wind-p
load
，式中，p
wind
代表风机出力，p
load
代表负荷需求，步骤1：判断是否满足p
s
>0；满足则转步骤2，否则转步骤11；步骤2：判断是否满足0＜p
s
＜p
el.min
，p
el.min
代表电解槽最小运行功率；满足则转步骤3，否则转步骤4；步骤3：按照工况一运行，即：p
res
＝p
s
，式中，p
res
代表系统供给电网或从电网吸收的功率，此时，pem电解槽不启动，系统将需吸收的净功率全部供给电网；步骤4：判断是否满足p
el.min
＜p
s
＜p
el,amx
，p
el.max
代表电解槽最大运行功率，满足则转步骤5，否则转步骤8；步骤5：判断是否满足p
t
＜p
t-max
，p
t
代表储氢罐压强，p
t-max
代表储氢罐压强上限值，满足则转步骤6，否则转步骤7；步骤6：按照工况二运行，即：p
elref
＝p
s p
fcref
＝0，式中，p
elref
代表能量管理单元产生的电解槽给定参考功率，p
fcref
代表能量管理单元产生的燃料电池给定参考功率；此时，pem电解槽投入运行，进行富余功率消纳，燃料电池处于停止工作状态；步骤7：按照工况三运行，即：p
elref
＝0 p
fcref
＝0 p
res
＝p
s
，此时，由于储氢罐内压强已达上限值pem电解槽与燃料电池都处于停运状态，系统将需吸收的净功率全部供给电网；步骤8：判断是否满足如下条件：满足转步骤9，否则转步骤10；步骤9：按工况四运行，即：p
elref
＝p
el.max p
fcref
＝0；此时，pem电解槽以更大功率运行，燃料电池处于停运状态；步骤10：按工况五运行，即：当系统满足约束条件
p
elref
＝0 p
fcref
＝0 p
res
＝p
s
；储氢罐内压强此时已达上限值，pem电解槽不再制氢，燃料电池也停止运行，系统将需吸收的净功率全部供给电网；步骤11：判断是否满足如下条件0＜|p
s
|＜p
fc.max
，p
fc.max
代表电解槽最大运行功率，满足转步骤12，否则转步骤15；步骤12：判断是否满足如下条件：p
t-min
——储氢罐压强下限值，满足转步骤13，否则转步骤14；步骤13：按工况六运行，即：p
fcref
＝0 p
elref
＝0 p
res
＝p
s
，此时，由于储氢罐内压强已达下限值，燃料电池已无法运行，pem电解槽也处于停运状态，系统将需补偿的净功率全部从电网吸收；步骤14：按工况七运行，即：p
fcref
＝|p
s
| p
elref
＝0，此时，pem电解槽停运，燃料电池启动，以一定功率消耗氢气，补偿系统功率差额；步骤15：判断是否满足如下条件：满足转步骤16，否则转步骤17；步骤16：按工况八运行，即：p
fcref
＝0 p
elref
＝0 p
res
＝p
s
，储氢罐内压强此时已达下限值，燃料电池消耗氢气，pem电解槽也停止运行，系统需补偿的功率差额全部从电网吸收；步骤17：按工况九运行，即：当系统满足约束条件p
fcref
＝p
fc.max
p
elref
＝0，此时，燃料电池以更大功率运行，pem电解槽处于停运状态。

技术总结
本专利涉及风电控制技术领域，进一步涉及分散式风氢耦合系统能量管理方法。分散式风氢耦合系统能量管理方法，所述分散式风氢耦合系统包括：永磁直驱风电机组，PEM电解槽，燃料电池，制氢设备，储氢设备，耗氢设备，能量管理单元；燃料电池选用质子交换膜燃料电池，制氢、储氢、耗氢设备耦合于交流母线；能量管理单元根据风电机组出力、负荷调度、电解槽与燃料电池功率水平以及储氢罐的压力水平，发出指令信号，各单元层控制器接收信号，作用于系统各个单元，来保证风氢耦合系统安全稳定运行；所提出的能量管理策略可以使分散式风电与氢能耦合系统的出力可控，能较好的实现系统功率的消纳与补偿，有利于分散式风电高渗透友好并网运行。行。行。


技术研发人员：任永峰 云平平 薛宇 刘国永 孟庆天 潘禹 杭雨祺
受保护的技术使用者：内蒙古国天新能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/9/20