国电南瑞科技股份有限公司;国电南瑞南京控制系统有限公司孙祖勇获国家专利权
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龙图腾网获悉国电南瑞科技股份有限公司;国电南瑞南京控制系统有限公司申请的专利一种离网型新能源制氢启动控制方法、系统、设备和介质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:CN120824800B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-09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:202511316196.X,技术领域涉及:H02J3/28;该发明授权一种离网型新能源制氢启动控制方法、系统、设备和介质是由孙祖勇;朱丹;封阿明;邹国春;侯凯;王铖淯;彭国敬;林婵娟;邱亮;雷磊;徐峻峰;陶正华;王晓设计研发完成,并于2025-09-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种离网型新能源制氢启动控制方法、系统、设备和介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种离网型新能源制氢启动控制方法、系统、设备和介质,涉及新能源制氢控制及微电网运行管理技术领域,包括基于离网系统架构采用储能零起升压控制和抗干扰通信建立母线电压;通过基于短期风速预测的变桨功率跟随策略调节风电机组输出功率,结合设备健康状态因子采用改进的NSGA‑II多目标优化算法动态调整风电机组和储能装置的功率分配比例,并优化设备功率输出路径与响应速率;采用电解槽预启动条件检查、功率阶梯上升和并网过渡的阶梯启动,配合闭环温度流量调节和PID压力管理策略进行电解制氢,执行黑启动回退与自愈控制。本发明所述方法通过储能零起升压控制实现母线电压平稳构建,有效抑制启动过程中的电流冲击。
本发明授权一种离网型新能源制氢启动控制方法、系统、设备和介质在权利要求书中公布了:1.一种离网型新能源制氢启动控制方法,其特征在于,包括: 基于离网系统架构采用储能零起升压控制和抗干扰通信建立母线电压; 通过基于短期风速预测的变桨功率跟随策略调节风电机组输出功率,结合设备健康状态因子采用改进的NSGA-II多目标优化算法动态调整风电机组和储能装置的功率分配比例,并优化设备功率输出路径与响应速率; 采用电解槽预启动条件检查、阶梯式功率爬升和并网过渡的阶梯启动,配合闭环温度流量调节和PID压力管理策略进行电解制氢,执行黑启动回退与自愈控制; 所述电解制氢包括, 在预启动检查阶段,当系统母线电压和频率稳定在预设范围内,主控单元控制电解槽不超过额定电流的10%进行初始通电,同时通过温度传感器和流量控制器保持温升速率不超过2℃min,使电解槽结构材料处于安全应力状态; 阶梯式功率爬升阶段,电解槽由风电与储能联合供能,基于风储系统调度后的剩余功率计算当前可分配功率,逐步提升电解槽功率至额定功率的15%-100%之间,通过PID控制器调节压力阀门,使内部压力波动维持在±0.05MPa; 并网过渡阶段,通过调整直流侧电压和电解电流变化率,控制电解槽平稳接入负载,实时监测各传感器反馈信号,动态调整电解槽运行状态; 执行黑启动回退与自愈控制包括,主控单元设定黑启动关键监测指标,当指标超出设定阈值时,主控单元基于状态机逻辑触发回退机制; 关键监测指标包括,母线电压波动、储能SOC、电解槽温度、频率波动; 在回退过程中,通过降低电解槽功率输出至当前值的50%,同时触发冷却强制降温,将电解液流量调整至最大设定值,降低内部温度和压力; 黑启动期间,实时检测电压、电流、温度这些关键运行指标; 当检测到任一指标超出安全阈值,则立即执行回退机制,回退过程中,降低电解功率至50%,强制提升电解液流速以加快降温,同时提升储能与风电输出稳定母线,主控采用模糊逻辑判断故障等级,在恢复后按阶梯策略逐步恢复电解槽运行; 自愈控制过程中,主控单元通过模糊逻辑算法对故障等级进行判断,当状态恢复至各监测指标低于设定安全阈值时,逐步恢复电解槽功率输出,并按阶梯式启动流程重新调整负载; 将故障记录和各阶段响应数据通过区块链进行可信存储; 调整风电机组和储能装置的功率分配比例包括,构建短期风速预测的变桨功率跟随策略,结合改进的NSGA-II多目标优化算法和设备健康状态因子,利用储能功率变化速率计算和分阶段设定斜率阈值,控制储能系统充放电过程的功率调整速率,同时根据风速预测动态调整风电机组变桨速率; 调整风电机组和储能装置的功率分配比例还包括,通过主控单元结合母线电压波动和数字孪生仿真结果实时优化各设备的斜率阈值; 所述调整风电机组和储能装置的功率分配比例包括, 通过多目标优化算法计算风电机组和储能装置的最优功率分配比例,构建多目标优化函数,以最小化风电出力偏差、储能出力偏差、电压波动指标和黑启动时间成本,并结合设备健康状态因子进行功率分配优化; 采用改进的NSGA-II多目标遗传算法,通过引入拥挤度比较算子和非劣解精英保留策略,在优化过程中生成Pareto最优前沿解集,通过理想点法欧氏距离计算公式计算确定最优功率分配解; 在功率分配过程中,结合主控单元实时采集的负载变化、母线电压状态和风速预测结果,根据优化计算结果动态调整风电机组与储能装置的输出功率,风电机组在优化算法结果中优先承担基准功率输出任务,储能根据预测偏差和健康状态调整负荷响应,共同满足功率需求。
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