一种基于光伏发电的SOEC系统功率调控方法

一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法
技术领域
1.本发明涉及电解制氢技术领域，尤其涉及一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法。


背景技术：

2.氢气是一种清洁环保的二次能源，目前主要的制氢工艺包括：水电解制氢、化工原料重整制氢、光/热催化制氢、矿物燃料制氢以及生物制氢。其中，水电解制氢可充分利用光能、风能冗余电量，将电能转化为氢能，具有氢气纯度高、生产流程无污染、制氢规模灵活可调等特点。
3.现有的电解水制氢技术包括了碱性水电解技术(ael)、质子交换膜电解水技术(pem)、固体氧化物电解池技术(soec)和离子交换膜电解水技术(aem)等，其中，固体氧化物电池技术(soec)具有低能、高效等优点，作为储能装置在光伏发电等可再生能源领域具有广阔的应用前景。
4.cn114977310a公开了一种风光氢储一体化综合能源利用系统及其方法。其系统包括光伏发电设备、风能发电设备、能量转换与储存设备、电力转换设备、bop设备、物料储存设备，能量转换与储存设备包括soec电解池、pemfc燃料电池、蓄电池，电力转换设备包括ac-dc转换器和dc-ac转换器。在白天光资源多风资源相对较少时，除供给用户外多余的光伏电能被用于电解制氢储存或蓄电池储存，风电电能用于供给用户侧和bop设备。在晚间光资源少风资源多时，soec仅处于保温状态，风电电能供给于用户侧以及soec的保温，多余的风电电能被蓄电池储存。本方法实现能量由高到低多级利用，同时保证了用户侧的快速响应，具备很强的柔性与调节能力。
5.cn110760873a公开了一种耦合太阳能光伏光热的高温固体氧化物电解池装置，包括soec电解池、光伏板、吸热腔、水蒸气通道等。其结构是将光伏板中间开口并与管式soec电解池一端固定，管式电解池外层和另一端面包裹保温层，内层涂有太阳能选择性吸收涂层，太阳能光伏板与soec电解池内形成吸热腔，聚集太阳能一部分直接照射到光伏板上发电，另一部分通过圆孔进入吸热腔内加热soec电解池，光伏发电直接与soec电解池连接，提供电解水所需的电能，而吸热腔则提供所需的热能。所述装置可直接利用太阳能实现电解水制氢，无需额外的能量输入，同时结构简单，太阳能利用效率高。
6.但固体氧化物电解池技术(soec)响应慢，无法快速跟踪光伏阵列发电功率波动。为了消纳波动的光伏发电功率，需不间断地调控电解功率。
7.因此，开发一种可以方便快速进行功率调控的基于光伏发电的soec系统的方法具有重要意义。


技术实现要素：

8.鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法，根据高温固体氧化物电解制氢模块的特性，进行功率外环调控，有效的解决了基于光
伏发电的soec系统中高温固体氧化物电解制氢系统功率调节幅度过大、频率过高的问题。
9.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
10.本发明提供一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法，其特征在于，所述soec系统功率调控方法包括如下步骤：
11.s1：初始化高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池的设备参数；
12.s2：获取光伏阵列、高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池的当前运行参数；
13.s3：根据功率分配策略，确定高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；
14.s4：控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求。
15.本发明所述的基于光伏发电的soec系统功率调控方法首先初始化高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池的设备参数，之后获取光伏阵列、高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池三大发电单元的当前运行参数；根据功率分配策略，确定三大发电电压中响应较慢的高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；最后，控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求。本发明中的功率调控方法在实现消纳光伏阵列发电功率的同时，保证了高温固体氧化物电解制氢模块的安全、稳定运行，有效解决了由于高温固体氧化物电解制氢模块响应慢，无法快速跟踪光伏阵列发电功率波动的问题。
16.本发明所述基于光伏发电的soec系统包括光伏阵列、第一直流变换器、第二直流变换器、高温固体氧化物电解制氢模块、蓄电池、逆变器、继电器、电网和控制模块；所述光伏阵列依次经第一直流变换器、逆变器、继电器与电网连接；所述蓄电池与第一直流变换器和逆变器之间的线路相连；所述高温电解制氢模块经第二直流变换器与第一直流变换器和逆变器之间的线路相连；所述控制模块分别与第一直流变换器、第二直流变换器、逆变器和继电器相连。
17.其中，逆变器、继电器和电网主要用于极端情况，例如在白天，蓄电池、高温固体氧化物电解制氢模块无法消纳光伏阵列产生的电力，或者夜晚光伏阵列产生的电力低，无法维持高温固体氧化物电解制氢模块正常运行时，需调控逆变器、继电器来接入电网，使电网消纳多余的电力或者提供光伏阵列缺额的电力。
18.本发明中的soec是固体氧化物电解池，高温固体氧化物电解制氢模块中的“高温”是指温度为600～800℃。
19.优选地，步骤s1所述高温固体氧化物电解制氢模块的设备参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的功率范围(pe
min
,pe
rate
)。
20.优选地，所述蓄电池的设备参数包括最大允许充放电速率pb
max
。
21.本发明中步骤s1初始化高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池的设备参数是指将设定为高温固体氧化物电解制氢模块最小电解功率pe
min
和额定电解功率pe
rate
以及蓄电池的最大允许充放电速率pb
max
。
22.优选地，步骤s2所述光伏阵列的当前运行参数包括光伏发电功率p
pv
(t)。
23.优选地，所述高温固体氧化物电解制氢模块的当前运行参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率pe(t)。
24.优选地，所述蓄电池的当前运行参数包括蓄电池荷电状态soc(t)。
25.优选地，步骤s3所述功率分配策略包括：
26.当p
pv
(t)《pe
min
，高温固体氧化物电解制氢模块在最低功率pe
min
下运行：
27.优选地，当soc(t)≥0.2，从蓄电池补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
。
28.优选地，当soc(t)《0.2，从电网补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
。
29.优选地，步骤s3所述功率分配策略包括：
30.当pe
min
≤p
pv
(t)≤pe
rate
，光伏阵列发电全用于高温电解，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝p
pv
(t)。
31.优选地，步骤s3所述功率分配策略包括：
32.当p
pv
(t)》pe
rate
，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
rate
。
33.优选地，当soc(t)≥0.8，多余的电并入电网。
34.优选地，当soc(t)《0.8，多余的电并入蓄电池。
35.优选地，步骤s4所述功率调控的步骤包括：
36.(1)设置离散点个数为n，调控时间间隔为δt；
37.(2)在初始调控时刻，确定当前高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率spv＝pe(t)+(pe-pe(t))/n；
38.(3)将所述电解功率spv发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至spv＝pe。
39.具体地，步骤s4所述功率调控的步骤包括：
40.(1)设置离散点个数为n，调控时间间隔为δt；
41.(2)确定每个时间间隔内高温电解制氢模块的电解功率参考值；
42.(3)在初始调控时刻，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置为spv(t0)＝pe(t)+(pe-pe(t))/n；
43.δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置为spv(t1)＝pe(t)+2
×
(pe-pe(t))/n；
44.2δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t2)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0045][0046]
(n-1)δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t
n-1
)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0047]
(4)将所述电解功率spv发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至spv＝pe。
[0048]
本发明中控制模块开展功率控制，使得spv＝pe，当该条件成立，则功率调控结束；当该条件不成立，则控制模块继续进行功率控制，直至spv＝pe，功率调控结束。
[0049]
优选地，步骤s4所述功率调控采用高温电解制氢模块的电解功率作为外环控制，电解电流作为内环控制，来实现在保证电解功率满足功率分配策略要求，并使电解电流稳定。
[0050]
本发明中电解电流作为内环控制，在步骤s2中还需高温固体氧化物电解制氢模块的当前电解电流i(t)和电解电压v(t)。
[0051]
优选地，所述电解电流作为内环控制的控制逻辑为：
pe(t))/n；
[0077][0078]
(n-1)δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t
n-1
)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0079]
(4)将所述电解功率spv发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至spv＝pe；
[0080]
所述功率调控采用高温电解制氢模块的电解功率作为外环控制，电解电流作为内环控制，来实现在保证电解功率满足功率分配策略要求，并使电解电流稳定；
[0081]
所述电解电流作为内环控制的控制逻辑为：
[0082]
(1’)计算高温电解制氢模块的电解功率外环控制目标偏差：ev(t)＝spv(t)-pe(t)；
[0083]
(2’)采用pi控制器，输出作为电流内环控制的输入：
[0084]
(3’)计算电流内环控制目标偏差：ei(t)＝i
ref-i(t)；
[0085]
(4’)采用pi控制器，输出开关占空比：
[0086]
(5’)设置三角载波，采用pwm控制技术获取pwm序列，对第一直流变换器和第二直流变换器进行控制。
[0087]
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
[0088]
本发明提供的基于光伏发电的soec系统功率调控方法根据高温固体氧化物电解制氢模块的特性，将电解功率作为外环控制，电解电流作为内环控制，在保证高温电解制氢模块达到指定电解功率的同时，使电解电流稳定，有效的解决了光伏电解水制氢过程中高温固体氧化物电解制氢模块功率调节幅度过大、频率过高的问题，保护基于光伏发电的soec系统稳定、安全运行。
附图说明
[0089]
图1是本发明提供的基于光伏发电的soec系统的示意图。
[0090]
图2是本发明提供的基于光伏发电的soec系统功率调控方法的流程图。
[0091]
图3是实施例1中电解电流作为内环控制的控制逻辑图。
[0092]
图中：1-光伏阵列；2-第一直流变换器；3-第二直流变换器；4-高温固体氧化物电解制氢模块；5-蓄电池；6-逆变器；7-继电器；8-电网；9-控制模块。
具体实施方式
[0093]
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0094]
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
[0095]
本发明提供一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法的具体实施方式，其中基于光伏发电的soec系统的示意图如图1所示。
[0096]
所述基于光伏发电的soec系统包括光伏阵列1、第一直流变换器2、第二直流变换
器3、高温固体氧化物电解制氢模块4、蓄电池5、逆变器6、继电器7、电网8和控制模块9；所述光伏阵列依1次经第一直流变换器2、逆变器6、继电器7与电网8连接；所述蓄电池5与第一直流变换器2和逆变器6之间的线路相连；所述高温电解制氢模块4经第二直流变换器3与第一直流变换器2和逆变器6之间的线路相连；所述控制模块9分别与第一直流变换器2、第二直流变换器3、逆变器6和继电器7相连。
[0097]
所述soec系统功率调控方法的流程图如图2所示，包括如下步骤：
[0098]
s1：初始化高温固体氧化物电解制氢模块的设备参数功率范围(pe
min
,pe
rate
)和蓄电池的设备参数最大允许充放电速率pb
max
；
[0099]
s2：获取光伏阵列的当前运行参数光伏发电功率p
pv
(t)、高温固体氧化物电解制氢模块的当前运行参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率pe(t)以及蓄电池的当前运行参数蓄电池荷电状态soc(t)；
[0100]
s3：根据功率分配策略，确定高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；
[0101]
所述功率分配策略包括：
[0102]
当p
pv
(t)《pe
min
，高温固体氧化物电解制氢模块在最低功率pe
min
下运行：
[0103]
当soc(t)≥0.2，从蓄电池补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
；
[0104]
当soc(t)《0.2，从电网补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
；
[0105]
当pe
min
≤p
pv
(t)≤pe
rate
，光伏阵列发电全用于高温电解，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝p
pv
(t)；
[0106]
当p
pv
(t)》pe
rate
，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
rate
；
[0107]
当soc(t)≥0.8，多余的电并入电网；
[0108]
当soc(t)《0.8，多余的电并入蓄电池；
[0109]
s4：控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求；
[0110]
所述功率调控的步骤包括：
[0111]
(1)设置离散点个数为n，调控时间间隔为δt；
[0112]
(2)在初始调控时刻，确定当前高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率spv＝pe(t)+(pe-pe(t))/n；
[0113]
(3)将所述电解功率spv发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至spv＝pe。
[0114]
实施例1
[0115]
本实施例提供一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法，所述soec系统功率调控方法包括如下步骤：
[0116]
s1：初始化高温固体氧化物电解制氢模块的设备参数功率范围(pe
min
,pe
rate
)和蓄电池的设备参数最大允许充放电速率pb
max
；
[0117]
s2：获取光伏阵列的当前运行参数光伏发电功率p
pv
(t)、高温固体氧化物电解制氢模块的当前运行参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率pe(t)、电解电流i(t)和电解电压v(t)以及蓄电池的当前运行参数蓄电池荷电状态soc(t)；
[0118]
s3：根据功率分配策略，确定高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；
[0119]
此时，p
pv
(t)《pe
min
，高温固体氧化物电解制氢模块在最低功率pe
min
下运行：soc(t)≥0.2，从蓄电池补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
；
[0120]
s4：控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求；
[0121]
所述功率调控的步骤包括：
[0122]
(1)设置离散点个数为n，调控时间间隔为δt；
[0123]
(2)确定每个时间间隔内高温电解制氢模块的电解功率参考值；
[0124]
(3)在初始调控时刻，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置为spv(t0)＝pe(t)+(pe-pe(t))/n；
[0125]
δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置为spv(t1)＝pe(t)+2
×
(pe-pe(t))/n；
[0126]
2δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t2)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0127][0128]
(n-1)δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t
n-1
)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0129]
(4)将所述电解功率spv发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至spv＝pe；
[0130]
所述功率调控采用高温电解制氢模块的电解功率作为外环控制，电解电流作为内环控制，来实现在保证电解功率满足功率分配策略要求，并使电解电流稳定；
[0131]
所述电解电流作为内环控制的控制逻辑图如图3所示，所述控制逻辑为：
[0132]
(1’)计算高温电解制氢模块的电解功率外环控制目标偏差：ev(t)＝spv(t)-pe(t)；
[0133]
(2’)采用pi控制器，输出作为电流内环控制的输入：
[0134]
(3’)计算电流内环控制目标偏差：ei(t)＝i
ref-i(t)；
[0135]
(4’)采用pi控制器，输出开关占空比：
[0136]
(5’)设置三角载波，采用pwm控制技术获取pwm序列，对第一直流变换器和第二直流变换器进行控制。
[0137]
实施例2
[0138]
本实施例提供一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法，所述soec系统功率调控方法包括如下步骤：
[0139]
s1：初始化高温固体氧化物电解制氢模块的设备参数功率范围(pe
min
,pe
rate
)和蓄电池的设备参数最大允许充放电速率pb
max
；
[0140]
s2：获取光伏阵列的当前运行参数光伏发电功率p
pv
(t)、高温固体氧化物电解制氢模块的当前运行参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率pe(t)、电解电流i(t)和电解电压v(t)以及蓄电池的当前运行参数蓄电池荷电状态soc(t)；
[0141]
s3：根据功率分配策略，确定高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；
[0142]
此时pe
min
≤p
pv
(t)≤pe
rate
，光伏阵列发电全用于高温电解，高温固体氧化物电解
制氢模块的电解功率设定值pe＝p
pv
(t)；
[0143]
s4：控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求；
[0144]
所述功率调控的步骤包括：
[0145]
(1)设置离散点个数为n，调控时间间隔为δt；
[0146]
(2)确定每个时间间隔内高温电解制氢模块的电解功率参考值；
[0147]
(3)在初始调控时刻，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置为spv(t0)＝pe(t)+(pe-pe(t))/n；
[0148]
δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置为spv(t1)＝pe(t)+2
×
(pe-pe(t))/n；
[0149]
2δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t2)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0150][0151]
(n-1)δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t
n-1
)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0152]
(4)将所述电解功率spv发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至spv＝pe；
[0153]
所述功率调控采用高温电解制氢模块的电解功率作为外环控制，电解电流作为内环控制，来实现在保证电解功率满足功率分配策略要求，并使电解电流稳定；
[0154]
所述电解电流作为内环控制的控制逻辑为：
[0155]
(1’)计算高温电解制氢模块的电解功率外环控制目标偏差：ev(t)＝spv(t)-pe(t)；
[0156]
(2’)采用pi控制器，输出作为电流内环控制的输入：
[0157]
(3’)计算电流内环控制目标偏差：ei(t)＝i
ref-i(t)；
[0158]
(4’)采用pi控制器，输出开关占空比：
[0159]
(5’)设置三角载波，采用pwm控制技术获取pwm序列，对第一直流变换器和第二直流变换器进行控制。
[0160]
实施例3
[0161]
本实施例提供一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法，所述soec系统功率调控方法包括如下步骤：
[0162]
s1：初始化高温固体氧化物电解制氢模块的设备参数功率范围(pe
min
,pe
rate
)和蓄电池的设备参数最大允许充放电速率pb
max
；
[0163]
s2：获取光伏阵列的当前运行参数光伏发电功率p
pv
(t)、高温固体氧化物电解制氢模块的当前运行参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率pe(t)、电解电流i(t)和电解电压v(t)以及蓄电池的当前运行参数蓄电池荷电状态soc(t)；
[0164]
s3：根据功率分配策略，确定高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；
[0165]
此时p
pv
(t)》pe
rate
，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
rate
；soc(t)《0.8，多余的电并入蓄电池；
[0166]
s4：控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求；
[0167]
所述功率调控的步骤包括：
[0168]
(1)设置离散点个数为n，调控时间间隔为δt；
[0169]
(2)确定每个时间间隔内高温电解制氢模块的电解功率参考值；
[0170]
(3)在初始调控时刻，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置为spv(t0)＝pe(t)+(pe-pe(t))/n；
[0171]
δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置为spv(t1)＝pe(t)+2
×
(pe-pe(t))/n；
[0172]
2δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t2)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0173][0174]
(n-1)δt时刻后，高温电解制氢模块的电解功率设定值设置spv(t
n-1
)＝pe(t)+3
×
(pe-pe(t))/n；
[0175]
(4)将所述电解功率spv发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至spv＝pe；
[0176]
所述功率调控采用高温电解制氢模块的电解功率作为外环控制，电解电流作为内环控制，来实现在保证电解功率满足功率分配策略要求，并使电解电流稳定；
[0177]
所述电解电流作为内环控制的控制逻辑为：
[0178]
(1’)计算高温电解制氢模块的电解功率外环控制目标偏差：ev(t)＝spv(t)-pe(t)；
[0179]
(2’)采用pi控制器，输出作为电流内环控制的输入：
[0180]
(3’)计算电流内环控制目标偏差：ei(t)＝i
ref-i(t)；
[0181]
(4’)采用pi控制器，输出开关占空比：
[0182]
(5’)设置三角载波，采用pwm控制技术获取pwm序列，对第一直流变换器和第二直流变换器进行控制。
[0183]
综上所述，本发明提供的基于光伏发电的soec系统功率调控方法根据高温固体氧化物电解制氢模块的特性，将电解功率作为外环控制，电解电流作为内环控制，在保证高温电解制氢模块达到指定电解功率的同时，使电解电流稳定，有效的解决了光伏电解水制氢过程中高温固体氧化物电解制氢模块功率调节幅度过大、频率过高的问题，保护基于光伏发电的soec系统稳定、安全运行。
[0184]
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：
1.一种基于光伏发电的soec系统功率调控方法，其特征在于，所述soec系统功率调控方法包括如下步骤：s1：初始化高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池的设备参数；s2：获取光伏阵列、高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池的当前运行参数；s3：根据功率分配策略，确定下一时刻高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；s4：控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求。2.根据权利要求1所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，步骤s1所述高温固体氧化物电解制氢模块的设备参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的功率范围(pe
min
,pe
rate
)。3.根据权利要求1或2所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，步骤s1所述蓄电池的设备参数包括最大允许充放电速率pb
max
。4.根据权利要求1～3任一项所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，步骤s2所述光伏阵列的当前运行参数包括光伏发电功率p
pv
(t)。5.根据权利要求1～4任一项所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，步骤s2所述高温固体氧化物电解制氢模块的当前运行参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率pe(t)；优选地，所述蓄电池的当前运行参数包括蓄电池荷电状态soc(t)。6.根据权利要求1～5任一项所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，步骤s3所述功率分配策略包括：当p
pv
(t)<pe
min
，高温固体氧化物电解制氢模块在最低功率pe
min
下运行：优选地，当soc(t)≥0.2，从蓄电池补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
；优选地，当soc(t)<0.2，从电网补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
。7.根据权利要求1～6任一项所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，步骤s3所述功率分配策略包括：当pe
min
≤p
pv
(t)≤pe
rate
，光伏阵列发电全用于高温电解，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝p
pv
(t)。8.根据权利要求1～7任一项所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，步骤s3所述功率分配策略包括：当p
pv
(t)>pe
rate
，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
rate
；优选地，当soc(t)≥0.8，多余的电并入电网；优选地，当soc(t)<0.8，多余的电并入蓄电池。9.根据权利要求8所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，步骤s4所述功率调控的步骤包括：(1)设置离散点个数为n，调控时间间隔为δt；(2)在初始调控时刻，确定当前高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率sp
v
＝pe(t)+(pe-pe(t))/n；
(3)将所述电解功率sp
v
发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至sp
v
＝pe。10.根据权利要求1～9任一项所述的soec系统功率调控方法，其特征在于，所述soec系统功率调控方法包括如下步骤：s1：初始化高温固体氧化物电解制氢模块的设备参数功率范围(pe
min
,pe
rate
)和蓄电池的设备参数最大允许充放电速率pb
max
；s2：获取光伏阵列的当前运行参数光伏发电功率p
pv
(t)、高温固体氧化物电解制氢模块的当前运行参数包括高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率pe(t)以及蓄电池的当前运行参数蓄电池荷电状态soc(t)；s3：根据功率分配策略，确定高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；所述功率分配策略包括：当p
pv
(t)<pe
min
，高温固体氧化物电解制氢模块在最低功率pe
min
下运行：当soc(t)≥0.2，从蓄电池补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
；当soc(t)<0.2，从电网补充电力，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
min
；当pe
min
≤p
pv
(t)≤pe
rate
，光伏阵列发电全用于高温电解，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝p
pv
(t)；当p
pv
(t)>pe
rate
，高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值pe＝pe
rate
；当soc(t)≥0.8，多余的电并入电网；当soc(t)<0.8，多余的电并入蓄电池；s4：控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求；所述功率调控的步骤包括：(1)设置离散点个数为n，调控时间间隔为δt；(2)在初始调控时刻，确定当前高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率sp
v
＝pe(t)+(pe-pe(t))/n；(3)将所述电解功率sp
v
发送至控制模块，开展功率控制，重复步骤(2)直至sp
v
＝pe。

技术总结
本发明提供了一种基于光伏发电的SOEC系统功率调控方法，所述SOEC系统功率调控方法包括如下步骤：S1：初始化高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池的设备参数；S2：获取光伏阵列、高温固体氧化物电解制氢模块和蓄电池的当前运行参数；S3：根据功率分配策略，确定下一时刻高温固体氧化物电解制氢模块的电解功率设定值；S4：控制模块对高温电解制氢模块开展功率调控，使其满足功率分配要求。本发明所述SOEC系统功率调控方法解决了由于高温固体氧化物电解制氢系统响应慢而无法快速跟踪光伏阵列发电功率波动的问题。发电功率波动的问题。发电功率波动的问题。


技术研发人员：刘传亮 袁本峰 李振亚 肖国萍 马成国 边文杰 郝宁 张鹏 王建强
受保护的技术使用者：中国科学院上海应用物理研究所
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/8/24