风电离网制氢系统的制作方法

本技术涉及风电制氢，具体而言，涉及一种风电离网制氢系统。

背景技术：

1、随着可再生能源产业的发展与氢能应用需求的增长，风电制氢成为实现风能高效转化与清洁能源存储的重要技术路径。基于此，如何解决风电制氢系统中多台风机协同供电的稳定性问题，以保障电解槽持续、高效地产氢成为亟待解决的技术问题。

2、当前风电制氢系统中多台风机协同供电主要有两种方式：一是并网运行模式，该方式将电网作为能量缓冲池，以抑制风电的间歇性功率波动；二是离网运行模式，通过蓄电池、超级电容等储能装置储存风电过剩电能，在风电不足时释放电能，维持电解槽供电稳定。

3、但是，并网模式受限于电网覆盖范围，无法满足偏远地区的应用需求；离网模式依赖的储能装置成本高、维护复杂，且存在循环寿命限制，长期运营经济性差。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种风电离网制氢系统，以解决现有技术中电网无法覆盖以及储能装置成本高的问题。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术提供了一种风电离网制氢系统，所述风电离网制氢系统包括：制氢模块、稳压模块以及并联的至少一个供电子系统；各所述供电子系统均用于向所述制氢模块供电；

4、各所述供电子系统中分别包括：风电模块以及功率调节模块；

5、所述风电模块的输出端与所述功率调节模块的输入端连接，所述功率调节模块的输出端通过所述稳压模块连接至所述制氢模块；

6、所述功率调节模块的控制端用于接入功率控制信号，所述功率调节模块用于在所述功率控制信号的作用下调节所述功率调节模块的输出功率以及所述风电模块的角速度，以使得所述功率调节模块输出的功率等于预设参考功率。

7、可选地，所述各风电模块包括：风电涡轮单元以及发电单元；

8、所述风电涡轮单元的第一端与所述发电单元的第一端连接，所述发电单元的第二端与所述功率调节模块的第一端连接；

9、所述风电涡轮单元用于将风能转化为机械能，所述发电单元用于将机械能转换为交流电。

10、可选地，所述各风电模块还包括：桨距角控制模块；

11、所述桨距角控制模块的输入端与所述风电涡轮单元的角速度采集端连接，所述桨距角控制模块的输出端与所述风电涡轮单元的桨距角控制端连接；

12、所述桨距角控制模块用于根据风电涡轮单元的角速度、预设控制速度以及预设桨距角角度阈值向所述风电涡轮单元输出桨距角控制信号，以使得所述风电涡轮单元在所述桨距角控制信号的作用下调整桨距角。

13、可选地，各所述供电子系统中还包括：功率控制模块；

14、所述功率控制模块的第一输入端与所述风电涡轮单元的角速度采集端连接，所述功率控制模块的第二输入端与所述风电模块的第一端连接，所述功率控制模块的输出端与所述功率调节模块的控制端连接；

15、所述功率控制模块用于根据所述风电涡轮单元的角速度以及风电模块的实际输出功率向所述功率调节模块输出功率控制信号，以使得功率调节模块在所述功率控制信号的作用下调整输出功率以及所述风电模块的角速度。

16、可选地，所述功率控制模块包括：最大功率跟踪单元、功率偏差比较单元、校正单元以及控制信号生成单元；

17、所述最大功率跟踪单元的第一端与所述风电涡轮单元的角速度采集端连接，所述最大功率跟踪单元的第二端与所述功率偏差比较单元的第一端连接；

18、所述功率偏差比较单元的第二端与所述风电模块的第一端连接，所述功率偏差比较单元第三端与所述校正单元的第一端连接；

19、所述校正单元的第二端与所述控制信号生成单元的第一端连接，所述控制信号生成单元的第二端接入基准载波信号，所述控制信号生成单元的第三端与所述功率控制模块的控制端连接。

20、可选地，所述系统还包括：功率控制模块；

21、所述功率控制模块的各第一输入端分别与各所述风电模块中的风电涡轮单元的角速度采集端连接，所述功率控制模块的各第二输入端分别与各所述风电模块的第一端连接，所述功率控制模块的输出端与各所述功率控制模块的控制端连接；

22、所述功率控制模块用于根据各所述风电涡轮单元的角速度以及风电模块的实际输出功率分别向各所述功率调节模块输出功率控制信号，以使得各功率调节模块在所述功率控制信号的作用下调整输出功率以及所述风电模块的角速度。

23、可选地，所述功率调节模块包括：交流直流转换单元以及功率调节单元；

24、所述交流直流转换单元的第一端、第二端以及第三端分别与所述风电模块的第一端的第一相、第二相以及第三相连接；

25、所述交流直流转换单元的第四端与所述功率调节单元的第一输入端连接，所述交流直流转换单元的第五端与所述功率调节单元的第二输入端连接；

26、所述功率调节单元的第一输出端以及第二输出端分别与所述制氢模块的第一输入端以及第二输入端连接；

27、所述功率调节单元的控制端用于接入功率控制信号。

28、可选地，所述交流直流转换单元包括：三相全桥子单元以及滤波子单元；

29、所述三相全桥子单元的第一输入端、第二输入端与第三输入端分别接入所述风电模块的第一端的第一相、第二相以及第三相，所述三相全桥子单元的第一输出端分别与所述滤波子单元的第一端以及所述功率调节单元的第一输入端连接，所述三相全桥子单元的第二输出端分别与所述滤波子单元的第二端以及所述功率调节单元的第二输入端连接。

30、可选地，所述三相全桥子单元包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管以及第六二极管；

31、所述第一二极管的正极分别与所述第二二极管的负极以及所述风电模块的第一端的第一相连接，所述第三二极管的正极分别与所述第四二极管的负极以及所述风电模块的第一端的第二相连接，所述第五二极管的正极分别与所述第六二极管的负极以及所述风电模块的第一端的第三相连接；

32、所述第一二极管的负极、所述第三二极管的负极以及所述第五二极管的负极分别与所述滤波子单元的第一端以及所述功率调节单元的第一端连接，所述第二二极管的正极、所述第四二极管的正极以及所述第六二极管的正极分别与所述滤波子单元的第二端以及所述功率调节单元的第二端连接。

33、可选地，所述功率调节单元包括：第一电感、第一晶体管以及第七二极管；

34、所述第一电感的第一端与所述交流直流转换单元的第三端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一晶体管的集电极以及所述第七二极管的正极连接，所述第一晶体管的发射极分别与所述交流直流转换单元的第四端以及所述制氢模块的第二输入端连接，所述第一晶体管的栅极用于接入所述功率控制信号；

35、所述第七二极管的负极与所述制氢模块的第一输入端连接。

36、本技术的有益效果是：风电离网制氢系统包括制氢模块、稳压模块以及并联的至少一个供电子系统。各供电子系统均用于向制氢模块供电。各供电子系统中分别包括：风电模块以及功率调节模块。风电模块的输出端与功率调节模块的输入端连接，功率调节模块的输出端通过稳压模块连接至制氢模块。功率调节模块的控制端用于接入功率控制信号，功率调节模块用于在功率控制信号的作用下调节功率调节模块的输出功率以及风电模块的角速度，以使得功率调节模块输出的功率等于预设参考功率。本实施例通过功率调节模块的控制端接收功率控制信号，以调节输出功率以及风电模块的角速度，使得输出功率趋近于预设参考功率，从而最大化利用风能，同时避免并联带来的支路间不稳定的现象，实现无电网、无电池参与的情况下，多台风电模块并联并向制氢模块稳定供电，使得制氢模块可以高效产氢。