本申请涉及制氢技术的领域，尤其是涉及一种非并网风电电解水制氢系统和方法。
背景技术：
在当今世界能源格局深度调整、全球应对气候变化行动加速、资源环境约束不断加强的复杂背景下，氢能已经被认为是世界能源与动力转型的重大战略方向之一，备受世界各国关注。
电解水制氢绿色环保、生产灵活、纯度高，若配合可再生能源发电、弃电大规模利用，成本可以显著下降，具有极高的商业化潜力，是最有前景的氢能源制取方法。
电解水制氢通过电能转化为氢能，相关技术中，电能主要来源于火力电网供电，工作时，将电网的输出电能连接至电解水制氢装置，一般来讲，每生产
技术实现要素：
为了降低电解水制氢的火力电网的用电成本，本申请提供一种非并网风电电解水制氢系统和方法。
第一方面，本申请提供的一种非并网风电电解水制氢系统采用如下的技术方案：
一种非并网风电电解水制氢系统，包括风力发电机组、整流模块、电解水制氢装置、储氢装置和控制模块，风力发电机组与整流模块交流侧连接，整流模块的直流侧连接有直流母线，直流母线与电解水制氢装置连接，电解水制氢装置通过管道与储氢装置连接。
通过采用上述技术方案，风力发电机组将风能转化为电能，非并网的风电经过整流后对电解水制氢装置供电，电解水制氢装置产生氢气，氢气通过管道存储在储氢装置内，非并网风电以及电解水制氢装置构成的非并网风电电解水制氢系统实现了风能-电能-氢能的绿色能源转化，降低了电解水制氢工作中火力电网用电的成本。
可选的，所述整流模块直流侧连接有电压检测模块，电压检测模块与控制模块电连接，整流模块的直流侧还连接有电能存储模块，电能存储模块与电解水制氢装置电连接。
通过采用上述技术方案，控制模块内预设有电解水制氢装置制氢过程中消耗的电压值，当整流模块直流侧的电压值高于控制模块的预设值时，风力发电机组的电能经过整流模块整流后开始向电能存储模块进行充电，降低了风力发电机组转化的电能不能充分利用的可能性，提高了电能的利用率。当整流模块直流侧的电压值低于控制模块的电压预设值时，控制模块控制电能存储模块向电解水制氢装置供电，从而降低了风力发电机组产生的风电功率较小造成氢气制备效率较低的可能性。
可选的，所述储氢装置包括与电解水制氢装置连通的储气罐以及储气罐的保护机构。
通过采用上述技术方案，储气罐对氢气进行收集，保护机构对储气罐进行保护，降低了储气罐发生倾倒从而发生碰撞的可能性，同时保护机构降低了储气罐在厂区发生火灾时储气罐发生爆炸的可能性。
可选的，所述保护机构包括支撑座，支撑座底部固定连接有安装在地面上的第一驱动件，支撑座的上方设置有与墙体固定的上壳。
通过采用上述技术方案，当氢气在向储气罐注入氢气时，将储气罐放置于支撑座内，氢气注入完成后，启动第一驱动件，第一驱动件通过支撑座带动储气罐向上壳侧升高，第一驱动件伸长到位时，储气罐的远离支撑座的上端位于上壳内，从而提高了储气罐放置时的稳定性，降低了储气罐发生倾倒的可能性。
可选的，所述上壳内开设有环绕上壳设置一周的放置槽，放置槽内插接有挡板，挡板远离支撑座的一端固定连接有第二驱动件，第二驱动件与所述控制模块电连接，控制模块电连接有安装在厂区内的火灾传感器。
通过采用上述技术方案，当火灾传感器检测到厂区内发生火灾时，控制模块控制第二驱动件启动，第二驱动件开始伸长，使得挡板沿放置槽向支撑座方向滑动，当第二驱动件伸长到位时，挡板远离第二驱动件的一端与支撑座远离第一驱动件的上表面抵接，提高了支撑座、上壳和挡板的防火性，降低了储气罐保护机构内温度过高的可能性，提高了装有氢气储气罐的安全性。
可选的，所述电解水制氢装置包括氢气冷却机构，冷却机构包括水冷的换热器，所述换热器外部安装有多个风扇，风扇驱动电机的输入端与电能存储模块电连接。
通过采用上述技术方案，控制模块内预设有整流模块持续向电能存储模块充电而未放电的时间值，当整流模块持续向电能存储模块充电的时间值高于控制模块的预设时间值时，控制模块控制电能存储模块向风扇供电，风扇开始转动从而达到对换热器辅助降温的作用。
第二方面，本申请提供一种非并网风电电解水制氢方法，采用如下的技术方案：
一种非并网风电电解水制氢方法，包括风力发电机组进行风力发电；
整流模块对风电进行整流；
通过电压检测模块检测风电电压值，控制模块判断风电电压值是否高于控制模块内的电压预设值，若是，则整流模块整流后的风电向电能存储模块充电，若否，则风电向电解水制氢装置供电，并且电能存储模块向电解水制氢装置供电；
电解水制氢装置中获得的氢气储存在储氢装置内。。
可选的，控制模块判断整流模块持续向电能存储模块充电的时间值是否高于控制模块的预设时间值，若否，则整流模块可继续向电能存储模块充电，若是，则整流模块停止向电能存储模块充电，电能存储模块向电解水制氢装置中冷却机构的风扇供电。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.非并网风电以及电解水制氢装置构成的非并网风电电解水制氢系统实现了风能-电能-氢能的绿色能源转化，降低了电解水制氢工作中火力电网用电的成本；
2.提高了储气罐放置时的稳定性，降低了发生火灾时储气罐保护机构内温度过高的可能性，提高了装有氢气储气罐的安全性；
3.当整流模块持续向电能存储模块充电的时间值高于控制模块的预设时间值时，控制模块控制电能存储模块向风扇供电，风扇开始转动从而达到对换热器辅助降温的作用。
附图说明
图1是本申请实施例非并网风电电解水制氢系统模块框图。
图2是本申请实施例冷却机构的结构示意图。
图3是本申请实施例储氢装置的结构示意图。
图4是体现本申请实施例挡板的结构示意图。
图5是体现本申请实施例第二驱动件模块框图。
图6是本申请实施例非并网风电电解水制氢方法流程框图。
附图标记说明：1、风力发电机组；2、整流模块；3、电解水制氢装置；31、冷却机构；311、换热器；312、风扇；4、储氢装置；41、储气罐；42、支撑座；43、第一驱动件；44、上壳；45、放置槽；46、挡板；47、第二驱动件；48、防火层；5、控制模块；51、电压检测模块；52、火灾传感器；6、电能存储模块。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种非并网风电电解水制氢系统和方法。
参照图1，一种非并网风电电解水制氢系统包括风力发电机组1、整流模块2、电解水制氢装置3、储氢装置4和控制模块5，本实施例中，整流模块2为ac/dc整流装置。
风力发电机组1包括多个风力发电机，每个风力发电机均与整流模块2的交流侧连接，整流模块2的直流侧连接有直流母线，直流母线与电解水制氢装置3连接。
整流模块2的直流侧连接有电压检测模块51，电压检测模块51与控制模块5电连接，整流模块2的直流侧还连接有电能存储模块6，控制模块5内预设有电解水制氢装置3制氢过程中所消耗的电压值。本实施例中，电能存储模块6包括蓄电池，电能存储模块6与电解水制氢装置3连接。
当整流模块2直流侧的电压值高于控制模块5的预设值时，风力发电机组1的电能经过整流模块2整流后开始向电能存储模块6进行充电，使得整流模块2向电解水制氢装置3所供的电能能够等于电解水制氢装置3制氢过程中所需的电能。降低了风力发电机组1转化的电能不能充分利用的可能性，提高了电能的利用率。
当整流模块2直流侧的电压值低于控制模块5的电压预设值时，控制模块5控制电能存储模块6向电解水制氢装置3供电，从而降低了风力发电机组1产生的风电功率较小造成氢气制备效率较低的可能性。
参照图1和图2，电解水制氢装置3包括电解槽和冷却机构31，风电对电解槽进行通电后，电解槽内产生氢气和氧气，然后将氢气和氧气分别通至冷却机构31内进行冷却，氢气、氧气依次经过分离、洗涤后再次进行气水分离。电解水制氢装置3通过管道与储氢装置4连接，参照图1和图3，储氢装置4包括储气罐41，气水分离后的氢气储存至储气罐41内。
参照图1和图2，氢气的冷却机构31包括水冷的换热器311，换热器311外部安装有多个风扇312，风扇312驱动电机的输入端与电能存储模块6电连接，控制模块5内预设有整流模块2持续向电能存储模块6充电而未放电的时间值，当整流模块2持续向电能存储模块6充电的时间值高于控制模块5的预设时间值时，控制模块5控制电能存储模块6向风扇312供电，风扇312开始转动从而达到对换热器311辅助降温的作用。
当开始系统设备安装区域进入风季时，风力发电机组1发出的风电电压长时间处于高于控制模块5预设电压值的状态，从而为了降低电能存储模块6长时间处于饱和状态的可能性，提高电能的利用率，当电能存储模块6充电时间较长而为放电时，控制模块5控制电能存储模块6向风扇312供电。
参照图1和图3，储氢装置4还包括对储气罐41进行固定的保护机构，保护机构包括支撑座42，支撑座42底部固定连接有第一驱动件43，本实施例中，第一驱动件43为液压缸，第一驱动件43安装在厂区地面上，支撑座42上方设置有上壳44，上壳44与厂区墙体固定连接，参照图3和图4，上壳44内开设有放置槽45，放置槽45环绕上壳44设置一周，放置槽45内插接有挡板46，挡板46远离支撑座42的一端固定连接有第二驱动件47，第二驱动件47固定在上壳44远离地面的表面，本实施例中，第二驱动件47为气缸，气缸的伸缩杆与上壳44滑动连接，气缸的伸缩杆穿过上壳44后与挡板46固定连接。
当氢气在向储气罐41注入氢气时，将储气罐41放置于支撑座42内，氢气注入完成后，启动第一驱动件43，第一驱动件43通过支撑座42带动储气罐41向上壳44侧升高，第一驱动件43伸长到位时，储气罐41的远离支撑座42的上端位于上壳44内，从而提高了储气罐41放置时的稳定性，降低了储气罐41发生倾倒的可能性。
参照图4和图5，氢气加工厂区内安装有火灾传感器52，火灾传感器52可选为烟雾报警器，火灾传感器52与控制模块5电连接，第二驱动件47也与控制模块5电连接。当火灾传感器52检测到厂区内发生火灾时，控制模块5控制第二驱动件47启动，第二驱动件47开始伸长，使得挡板46沿放置槽45向支撑座42方向滑动，当第二驱动件47伸长到位时，挡板46远离第二驱动件47的一端与支撑座42远离第一驱动件43的上表面抵接。支撑座42、上壳44和挡板46的内壁上均设有防火层48，通过防火层48提高了支撑座42、上壳44和挡板46的防火性，隔热层降低了储气罐41保护机构内温度过高的可能性，提高了装有氢气储气罐41的安全性。
本申请实施例提供一种非并网风电电解水制氢方法，非并网风电电解水制氢方法的主要流程描述如下：
步骤100：风力发电机组1进行风力发电；
步骤200：整流模块2对风电进行整流；
步骤300：通过电压检测模块51检测风电电压值，控制模块5判断风电电压值是否高于控制模块5内的电压预设值，若是，则转入步骤301，若否，则转入步骤302；
步骤301：整流模块2整流后的风电向电能存储模块6充电；
步骤302：整流模块2整流后的风电向电解水制氢装置3供电，并且电能存储模块6向电解水制氢装置3供电；
步骤400：电解水制氢装置3中获得的氢气储存在储氢装置4内；
步骤500：控制模块5判断整流模块2持续向电能存储模块6充电的时间值是否高于控制模块5的预设时间值，若否，则转入步骤501，若是，则转入步骤502；
步骤501：整流模块2可继续向电能存储模块6充电；
步骤502：整流模块2停止向电能存储模块6充电，电能存储模块6向电解水制氢装置3中冷却机构31的风扇312供电。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
