CN115498663A - 一种光储最大化应用的控制方法及*** - Google Patents

一种光储最大化应用的控制方法及*** Download PDF

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CN115498663A CN202211066167.9A CN202211066167A CN115498663A CN 115498663 A CN115498663 A CN 115498663A CN 202211066167 A CN202211066167 A CN 202211066167A CN 115498663 A CN115498663 A CN 115498663A
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Abstract

本发明涉及一种光储最大化应用的控制方法及***。该方法包括：获取多组PEMEL的额定功率，确定额定总功率的波动范围；获取多个光伏发电机组任一时刻的发电功率，确定发电总功率；获取储能***中多个储能电池簇的最高SOC值、最低SOC值以及最高运行温度；获取每个储能电池簇的平均SOC值、平均运行温度以及时间利用率；当发电总功率大于波动范围的最大值时，控制储能电池簇充电或者暂停储能电池簇工作；当发电总功率小于波动范围的最小值时，控制储能电池簇放电或者暂停储能电池簇工作；当发电总功率在波动范围内，暂停所有储能电池簇。本发明能够实现最大光资源利用率以及最高制氢效率。

Description

一种光储最大化应用的控制方法及***
技术领域
本发明涉及电力行业与能源领域，特别是涉及一种光储最大化应用的控制 方法及***。
背景技术
新型电力***中可再生能源发电的间歇性、波动性以及电力*** 负荷需求的随机性所引起的弃风、弃光等问题给产业规模化发展带来 一定的挑战。同时，氢能具备能量密度大、安全性高、环境效益好等 特点，在中国能源向绿色、低碳转型的过程中迎来了快速发展期。中 国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中占比约为 20％。因此，光伏电解水制氢技术作为电力行业与能源领域的交叉热 点，高度契合并衔接了光伏消纳和氢能利用两个重点领域的迫切需求， 将有助于突破可再生能源消纳瓶颈，并有效解决制氢成本高和绿色生 产的问题。
光伏电解水制氢技术所使用电解设备选择质子交换膜电解槽(Proton ExchangeMembrane Electrolyzer，PEMEL)。虽然，PEMEL比碱性电解槽更能 承受较大的电压差且与波动电源有较好的适配性，但是，光伏发电***特性表 现为强随机性和高间歇性，输出功率不稳定的光伏发电直接制氢将造成较大的 光资源浪费，导致制氢效率下降，并且波动较大的电源易引起PEMEL频繁启 停，进而导致PEMEL设备损伤和使用年限降低，而储能***辅助光伏制氢即 光储耦合制氢，不仅可实现最大光资源利用，减少资源浪费，达到最大量制氢， 同时也可以提高PEMEL运行寿命，提高***经济性。
截止目前为止，通过对储能***进行控制以实现较高光资源利用率以及平 滑制氢的研究较少，对于储能***控制的研究多集中在储能***平滑可再生能 源出力以及辅助电网服务方面。
现有技术仅仅考虑储能***对所需功率的补充性，侧重于可再生能源发电 量的预测等，仅仅达到平滑波动的效果，无法达到最大光资源利用率，实现最 大量制氢。
发明内容
本发明的目的是提供一种光储最大化应用的控制方法及***，以解决光资 源利用率低以及制氢效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种光储最大化应用的控制方法，包括：
获取多组质子交换膜电解槽PEMEL的额定功率，并根据多组所述额定功 率确定额定总功率的波动范围；
获取多个光伏发电机组任一时刻的发电功率，并根据多个所述发电功率确 定发电总功率；
获取储能***中多个储能电池簇的最高SOC值、最低SOC值以及最高运 行温度；
获取每个所述储能电池簇的平均SOC值、平均运行温度以及时间利用率；
当所述发电总功率大于所述波动范围的最大值时，根据所述平均SOC值、 所述最高SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所述时间利用 率控制所述储能电池簇充电或者暂停所述储能电池簇工作；
当所述发电总功率小于所述波动范围的最小值时，根据所述平均SOC值、 所述最低SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所述时间利用 率控制所述储能电池簇放电或者暂停所述储能电池簇工作；
当所述发电总功率在所述波动范围内，暂停所有所述储能电池簇。
可选的，所述根据所述平均SOC值、所述最高SOC值、所述平均运行温 度、所述最高运行温度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇充电或者暂停 所述储能电池簇工作，具体包括：
判断第一条件是否成立；所述第一条件为所述平均SOC值是否小于所述 最高SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运行温度；
若是，筛选出满足所述第一条件的储能电池簇，并获取满足所述第一条件 的储能电池簇的第一时间利用率；
利用对比排序法对所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序，筛 选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇；所述第一筛选条件为所述第一时间 利用率低于第一时间利用率设定值；
利用满足所述第一筛选条件的多个储能电池簇进行充电，平均分配所述发 电总功率；
若否，暂停所述储能电池簇工作。
可选的，所述利用对比排序法对所述第一时间利用率按照从小到大的顺序 进行排序，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇，具体包括：
对满足所述第一条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第一初始序列；
从所述第一初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个 所述储能电池簇的第一时间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所 述第二个所述第一时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后 一个储能电池簇，确定第一序列；
将所述第一序列作为所述第一初始序列，返回步骤“从所述第一初始序列 中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第一时 间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一时间利 用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第 一排序”，对所述第一序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储能 电池簇的所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出满 足第一筛选条件的多个储能电池簇。
可选的，所述根据所述平均SOC值、所述最低SOC值、所述平均运行温 度、所述最高运行温度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇放电或者暂停 所述储能电池簇工作，具体包括：
判断第二条件是否成立；所述第二条件为所述平均SOC值是否大于所述 最低SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运行温度；
若是，筛选出满足所述第二条件的储能电池簇，并获取满足所述第二条件 的储能电池簇的第二时间利用率；
利用对比排序法对所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排序，筛 选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇；所述第二筛选条件为所述第二时间 利用率低于第二时间利用率设定值；
利用满足所述第二筛选条件的多个储能电池簇进行放电，平均承担所述发 电总功率；
若否，暂停所述储能电池簇工作。
可选的，所述利用对比排序法对所述第二时间利用率按照从小到大的顺序 进行排序，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇，具体包括：
对满足所述第二条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第二初始序列；
从所述第二初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个 所述储能电池簇的第二时间利用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所 述第二个所述第二时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后 一个储能电池簇，确定第二序列；
将所述第二序列作为所述第二初始序列，返回步骤“从所述初始序列中第 一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二时间利 用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间利用率， 交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第二排序”， 对所述第二序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储能电池簇的所 述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出满足第二筛选 条件的多个储能电池簇。
一种光储最大化应用的控制***，包括：
额定总功率的波动范围确定模块，用于获取多组质子交换膜电解槽 PEMEL的额定功率，并根据多组所述额定功率确定额定总功率的波动范围；
发电总功率获取模块，用于获取多个光伏发电机组任一时刻的发电功率， 并根据多个所述发电功率确定发电总功率；
第一参数获取模块，用于获取储能***中多个储能电池簇的最高SOC值、 最低SOC值以及最高运行温度；
第二参数获取模块，用于获取每个所述储能电池簇的平均SOC值、平均 运行温度以及时间利用率；
充电模块，用于当所述发电总功率大于所述波动范围的最大值时，根据所 述平均SOC值、所述最高SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以 及所述时间利用率控制所述储能电池簇充电或者暂停所述储能电池簇工作；
放电模块，用于当所述发电总功率小于所述波动范围的最小值时，根据所 述平均SOC值、所述最低SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以 及所述时间利用率控制所述储能电池簇放电或者暂停所述储能电池簇工作；
暂停模块，用于当所述发电总功率在所述波动范围内，暂停所有所述储能 电池簇。
可选的，所述充电模块，具体包括：
第一判断单元，用于判断第一条件是否成立；所述第一条件为所述平均 SOC值是否小于所述最高SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运行 温度；
第一时间利用率获取单元，用于若是，筛选出满足所述第一条件的储能电 池簇，并获取满足所述第一条件的储能电池簇的第一时间利用率；
第一筛选单元，用于利用对比排序法对所述第一时间利用率按照从小到大 的顺序进行排序，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇；所述第一筛选 条件为所述第一时间利用率低于第一时间利用率设定值；
充电单元，用于利用满足所述第一筛选条件的多个储能电池簇进行充电， 平均分配所述发电总功率；
第一暂停单元，用于若否，暂停所述储能电池簇工作。
可选的，所述第一筛选单元，具体包括：
第一初始序列生成子单元，用于对满足所述第一条件的多个所述储能电池 簇任意排序，生成第一初始序列；
第一序列确定子单元，用于从所述第一初始序列中第一个所述储能电池簇 开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第一时间利用率，若所述第一个 所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一时间利用率，交换两个所述储能 电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第一序列；
第一筛选子单元，用于将所述第一序列作为所述第一初始序列，返回步骤 “从所述第一初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所 述储能电池簇的第一时间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所述 第二个所述第一时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一 个储能电池簇，确定第一排序”，对所述第一序列中的储能电池簇重新进行排 序，直至得到所述储能电池簇的所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行 排序的序列，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇。
可选的，所述放电模块，具体包括：
第二判断单元，用于判断第二条件是否成立；所述第二条件为所述平均 SOC值是否大于所述最低SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运行 温度；
第二时间利用率获取单元，用于若是，筛选出满足所述第二条件的储能电 池簇，并获取满足所述第二条件的储能电池簇的第二时间利用率；
第二筛选单元，用于利用对比排序法对所述第二时间利用率按照从小到大 的顺序进行排序，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇；所述第二筛选 条件为所述第二时间利用率低于第二时间利用率设定值；
放电单元，用于利用满足所述第二筛选条件的多个储能电池簇进行放电， 平均承担所述发电总功率；
第二暂停单元，用于若否，暂停所述储能电池簇工作。
可选的，所述第二筛选单元，具体包括：
第二初始序列生成子单元，用于对满足所述第二条件的多个所述储能电池 簇任意排序，生成第二初始序列；
第二序列确定子单元，用于从所述第二初始序列中第一个所述储能电池簇 开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二时间利用率，若所述第一个 所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间利用率，交换两个所述储能 电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第二序列；
第二筛选子单元，用于将所述第二序列作为所述第二初始序列，返回步骤 “从所述初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储 能电池簇的第二时间利用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所述第二 个所述第二时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储 能电池簇，确定第二排序”，对所述第二序列中的储能电池簇重新进行排序， 直至得到所述储能电池簇的所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排 序的序列，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供 了一种光储最大化应用的控制方法及***，比较光伏出力与电解槽的需求功率， 当所述发电总功率大于所述波动范围的最大值时，即光伏发电机组出力大，则 利用多余功率对储能电池簇充电；当所述发电总功率小于所述波动范围的最小 值时，PEMEL的需求功率大，则不足功率由储能电池簇放电提供；在此期间， 保证光伏出力全部被消耗掉，利用最大光资源，且PEMEL的需求功率维持在 一定的范围内，保证电解槽制氢效率最高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的 前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的光储最大化应用的控制方法流程图；
图2为本发明所提供的光储耦合制氢拓扑图；
图3为本发明所提供的光储最大化应用的控制方法的另一种执行流程图；
图4为本发明所提供的光储最大化应用的控制***结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种光储最大化应用的控制方法及***，能够实现最 大光资源利用率以及最高制氢效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和 具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的光储最大化应用的控制方法流程图，如图1所示， 一种光储最大化应用的控制方法，包括：
步骤101：获取多组质子交换膜电解槽PEMEL的额定功率，并根据多组 所述额定功率确定额定总功率的波动范围。
步骤102：获取多个光伏发电机组任一时刻的发电功率，并根据多个所述 发电功率确定发电总功率。
步骤103：获取储能***中多个储能电池簇的最高SOC值、最低SOC值 以及最高运行温度。
步骤104：获取每个所述储能电池簇的平均SOC值、平均运行温度以及 时间利用率。
步骤105：当所述发电总功率大于所述波动范围的最大值时，根据所述平 均SOC值、所述最高SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所 述时间利用率控制所述储能电池簇充电或者暂停所述储能电池簇工作。
所述步骤105具体包括：判断第一条件是否成立；所述第一条件为所述平 均SOC值是否小于所述最高SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运 行温度；若是，筛选出满足所述第一条件的储能电池簇，并获取满足所述第一 条件的储能电池簇的第一时间利用率；利用对比排序法对所述第一时间利用率 按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇； 所述第一筛选条件为所述第一时间利用率低于第一时间利用率设定值；利用满 足所述第一筛选条件的多个储能电池簇进行充电，平均分配所述发电总功率； 若否，暂停所述储能电池簇工作。
所述利用对比排序法对所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排 序，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇，具体包括：对满足所述第一 条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第一初始序列；从所述第一初始序 列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第一 时间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一时间 利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定 第一序列；将所述第一序列作为所述第一初始序列，返回步骤“从所述第一初 始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的 第一时间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一 时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇， 确定第一排序”，对所述第一序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所 述储能电池簇的所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛 选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇。
步骤106：当所述发电总功率小于所述波动范围的最小值时，根据所述平 均SOC值、所述最低SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所 述时间利用率控制所述储能电池簇放电或者暂停所述储能电池簇工作。
所述步骤106具体包括：判断第二条件是否成立；所述第二条件为所述平 均SOC值是否大于所述最低SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运 行温度；若是，筛选出满足所述第二条件的储能电池簇，并获取满足所述第二 条件的储能电池簇的第二时间利用率；利用对比排序法对所述第二时间利用率 按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇； 所述第二筛选条件为所述第二时间利用率低于第二时间利用率设定值；利用满 足所述第二筛选条件的多个储能电池簇进行放电，平均承担所述发电总功率； 若否，暂停所述储能电池簇工作。
所述利用对比排序法对所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排 序，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇，具体包括：对满足所述第二 条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第二初始序列；从所述第二初始序 列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二 时间利用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间 利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定 第二序列；将所述第二序列作为所述第二初始序列，返回步骤“从所述初始序 列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二 时间利用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间 利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定 第二排序”，对所述第二序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储 能电池簇的所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出 满足第二筛选条件的多个储能电池簇。
步骤107：当所述发电总功率在所述波动范围内，暂停所有所述储能电池 簇。
对本发明的技术方案进一步阐述，图2为本发明所提供的光储耦合制氢拓 扑图，图3为本发明所提供的光储最大化应用的控制方法的另一种执行流程图， 如图2-图3所示。
1.由数据检测和存储***获取m组PEMEL额定功率Pel1,Pel2……Pelm，并计算m 组PEMEL额定功率之和
Figure BDA0003827733740000101
设定m组PEMEL正常运行且制氢效率最高 时允许输入总功率波动范围为[Pel*α，Pel*β]，其中，α，β分别为运行波动的上下 功率浮动比例。
2.由数据检测和存储***获取n个光伏发电机组t时刻发电功率 Ppv1,Ppv2……Ppvn，并计算n个光伏发电机组发电总功率
Figure BDA0003827733740000102
3.获取储能***数据信息，本发明中所提储能***包含p个储能电池簇， 每个储能电池簇中包含q个储能电池组，储能电池组为储能电池最小运行单位。
具体步骤如下：
3.1由数据检测和存储***获取每个储能电池簇中q个储能电池组的荷电 状态(State of charge，SOC)值ηij，其中i∈(1,p),j∈(1,q)，计算得每个储能电池簇 的平均SOC值
Figure BDA0003827733740000103
其中i∈(1,p)；设定允许储能电池簇放电的最低SOC 值为ηlow，允许储能电池簇充电的最高SOC值为ηhigh，其中ηlow＜ηhigh。
3.2由数据检测和存储***获取每个储能电池簇中q个储能电池组的运行 温度Cij，其中i∈(1,p),j∈(1,q)，计算得每个储能电池簇的平均运行温度
Figure BDA0003827733740000111
设定最高限运行温度为Cmax。
4.计算所需储能电池簇充放电需求量。
4.1当Pel*α≤Ppv≤Pel*β，所有储能电池簇停止工作；跳转至步骤2。
4.2当Ppv＜Pel*α，储能电池簇开始放电，具体步骤如下：
4.2.1从第一个依次判断每个储能电池簇的平均SOC值ηi和平均运行温度 Ci，当ηi≤ηlow或Ci≥Cmax，其中i∈(1,p)，则第i个储能电池簇停止工作。
4.2.2当ηi＞ηlow且Ci＜Cmax时，其中i∈(1,p)，则第i个储能电池簇具备放电条件，最终筛选出r个储能电池簇具备放电条件。
4.2.3由数据检测和存储***获取4.2.2步骤中筛选出的r个储能电池簇的 时间利用率UTi，
Figure BDA0003827733740000112
其中，tj为统计周期T内第j个充放电时段； a为统计周期T内的充放电时段的次数，UT反映了储能电池簇在T内的工作时 间。
4.2.4利用对比排序算法，按照储能电池簇时间利用率UTi，i∈(1,r)数值大小 将步骤4.2.3中的r个储能电池簇由小到大排序，排在最后的f个储能电池簇停 止工作，其中f＝r*10％(有小数时取整)，其余(r-f)个储能电池簇定义为最优 储能电池簇，(r-f)个最优储能电池簇开始放电为PEMEL提供功率，其中，(r-f) 个储能电池簇平均承担所需总功率，即每个储能电池簇实际需承担放电功率为 Pess＝(Pel*α-Ppv)/(r-f)。跳转至步骤2。
4.3当Ppv＞Pel *β，储能电池簇开始充电，具体步骤如下：
4.3.1从第一个依次判断每个储能电池簇的平均SOC值ηi和平均运行温度 Ci，当ηi≥ηhigh或Ci≥Cmax，其中i∈(1,p)，则第i个储能电池簇停止工作。
4.3.2当ηi＜ηhigh且Ci＜Cmax时，其中i∈(1,p)，则第i个储能电池簇具备充电条件，最终筛选出x个储能电池簇具备充电条件。
4.3.3由数据检测和存储***获取4.3.2步骤中筛选出的x个储能电池簇的 时间利用率UTi，
Figure BDA0003827733740000113
其中，tj为统计周期T内第j个充放电时段；a为统计周期T内的充放电时段的次数，UT反映了储能电池簇在T内的工作时 间。
4.3.4利用对比排序算法，按照储能电池簇时间利用率UTi，i∈(1,x)数值大小 将步骤4.3.3中的x个储能电池簇由小到大排序，排在最后的y个储能电池簇停 止工作，其中y＝x*10％(有小数时取整)，其余(x-y)个储能电池簇定义为最优 储能电池簇，(x-y)个最优储能电池簇由光伏发电机组提供功率开始充电，其 中，(x-y)个最优储能电池簇平均分配光伏发电机组所提供的总功率，即每个 储能电池簇实际需承担充电功率为Pess＝(Ppv-Pel*β)/(x-y)。跳转至步骤2。
5.步骤4.2.4以及4.3.4中所提对比排序算法为同一算法，下面以步骤4.3.4 内容为例，即利用对比排序算法，按照储能电池簇时间利用率UTi，i∈(1,x)数值 大小将x个储能电池簇由小到大排序。具体步骤如下：
5.1从第一个储能电池簇开始，依次比较相邻的两个储能电池簇UTi数值大 小，如果第一个比第二个大，就交换两个储能电池簇位置，对每一对相邻储能 电池簇UTi数值作同样的工作，直至第x个储能电池簇。至此，第x个(最后一 个)储能电池簇UTi数值会是最大的数。
5.2对于5.1排序的结果，从第一个储能电池簇开始，依次比较相邻的两 个储能电池簇UTi数值大小，如果第一个比第二个大，就交换两个储能电池簇 位置，对每一对相邻储能电池簇UTi数值作同样的工作，直至第x-1个储能电池 簇。至此，第x个(最后一个)储能电池簇UTi数值会是最大的数，第x-1个储 能电池簇UTi数值会是仅小于第x个储能电池簇UTi数值的数。
5.3对于5.2排序的结果，从第一个储能电池簇开始，依次比较相邻的两 个储能电池簇UTi数值大小，如果第一个比第二个大，就交换两个储能电池簇 位置，对每一对相邻储能电池簇UTi数值作同样的工作，直至第x-2个储能电池 簇。至此，第x个(最后一个)储能电池簇UTi数值会是最大的数，第x-1个储 能电池簇UTi数值会是仅小于第x个储能电池簇UTi数值的数，第x-2个储能电池 簇UTi数值会是仅小于第x-1个储能电池簇UTi数值的数。
以此类推，每轮对比的储能电池簇UTi数值对越来越少，共计进行x-1轮对 比之后，就可以得到储能电池簇按照时间利用率UTi数值由小到大的序列。
图4为本发明所提供的光储最大化应用的控制***结构图，如图4所示， 一种光储最大化应用的控制***，包括：
额定总功率的波动范围确定模块401，用于获取多组质子交换膜电解槽 PEMEL的额定功率，并根据多组所述额定功率确定额定总功率的波动范围；
发电总功率获取模块402，用于获取多个光伏发电机组任一时刻的发电功 率，并根据多个所述发电功率确定发电总功率；
第一参数获取模块403，用于获取储能***中多个储能电池簇的最高SOC 值、最低SOC值以及最高运行温度；
第二参数获取模块404，用于获取每个所述储能电池簇的平均SOC值、 平均运行温度以及时间利用率；
充电模块405，用于当所述发电总功率大于所述波动范围的最大值时，根 据所述平均SOC值、所述最高SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温 度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇充电或者暂停所述储能电池簇工 作；
所述充电模块405，具体包括：第一判断单元，用于判断第一条件是否成 立；所述第一条件为所述平均SOC值是否小于所述最高SOC值且所述平均运 行温度是否小于所述最高运行温度；第一时间利用率获取单元，用于若是，筛 选出满足所述第一条件的储能电池簇，并获取满足所述第一条件的储能电池簇 的第一时间利用率；第一筛选单元，用于利用对比排序法对所述第一时间利用 率按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇； 所述第一筛选条件为所述第一时间利用率低于第一时间利用率设定值；充电单 元，用于利用满足所述第一筛选条件的多个储能电池簇进行充电，平均分配所 述发电总功率；第一暂停单元，用于若否，暂停所述储能电池簇工作。
所述第一筛选单元，具体包括：第一初始序列生成子单元，用于对满足所 述第一条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第一初始序列；第一序列确 定子单元，用于从所述第一初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较 相邻的两个所述储能电池簇的第一时间利用率，若所述第一个所述第一时间利 用率大于所述第二个所述第一时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置， 直至到最后一个储能电池簇，确定第一序列；第一筛选子单元，用于将所述第 一序列作为所述第一初始序列，返回步骤“从所述第一初始序列中第一个所述 储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第一时间利用率，若 所述第一个所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一时间利用率，交换两 个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第一排序”，对 所述第一序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储能电池簇的所述 第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出满足第一筛选条 件的多个储能电池簇。
放电模块406，用于当所述发电总功率小于所述波动范围的最小值时，根 据所述平均SOC值、所述最低SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温 度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇放电或者暂停所述储能电池簇工 作；
所述放电模块406，具体包括：第二判断单元，用于判断第二条件是否成 立；所述第二条件为所述平均SOC值是否大于所述最低SOC值且所述平均运 行温度是否小于所述最高运行温度；第二时间利用率获取单元，用于若是，筛 选出满足所述第二条件的储能电池簇，并获取满足所述第二条件的储能电池簇 的第二时间利用率；第二筛选单元，用于利用对比排序法对所述第二时间利用 率按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇； 所述第二筛选条件为所述第二时间利用率低于第二时间利用率设定值；放电单 元，用于利用满足所述第二筛选条件的多个储能电池簇进行放电，平均承担所 述发电总功率；第二暂停单元，用于若否，暂停所述储能电池簇工作。
所述第二筛选单元，具体包括：第二初始序列生成子单元，用于对满足所 述第二条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第二初始序列；第二序列确 定子单元，用于从所述第二初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较 相邻的两个所述储能电池簇的第二时间利用率，若所述第一个所述第二时间利 用率大于所述第二个所述第二时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置， 直至到最后一个储能电池簇，确定第二序列；第二筛选子单元，用于将所述第 二序列作为所述第二初始序列，返回步骤“从所述初始序列中第一个所述储能 电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二时间利用率，若所述 第一个所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间利用率，交换两个所 述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第二排序”，对所述 第二序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储能电池簇的所述第二 时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出满足第二筛选条件的 多个储能电池簇。
暂停模块407，用于当所述发电总功率在所述波动范围内，暂停所有所述 储能电池簇。
本发明比较光伏出力与电解槽的需求功率，光伏出力大，则多余功率对储 能电池簇充电，如果电解槽的需求功率大，则不足功率由储能电池簇放电提供， 期间，保证光伏出力全部被消耗掉，最大光资源利用，且电解槽需求功率维持 在一定的范围内，保证电解槽制氢效率最高。
此外，在各个储能电池簇的充放电控制中，考虑储能电池簇的三个关键参 数，分别是时间利用率、温度和SOC值，目的是尽可能减小储能电池簇出力 不均引起的安全风险，提高储能电池寿命。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是 与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于 实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较 简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的 一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变 之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种光储最大化应用的控制方法，其特征在于，包括：
获取多组质子交换膜电解槽PEMEL的额定功率，并根据多组所述额定功率确定额定总功率的波动范围；
获取多个光伏发电机组任一时刻的发电功率，并根据多个所述发电功率确定发电总功率；
获取储能***中多个储能电池簇的最高SOC值、最低SOC值以及最高运行温度；
获取每个所述储能电池簇的平均SOC值、平均运行温度以及时间利用率；
当所述发电总功率大于所述波动范围的最大值时，根据所述平均SOC值、所述最高SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇充电或者暂停所述储能电池簇工作；
当所述发电总功率小于所述波动范围的最小值时，根据所述平均SOC值、所述最低SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇放电或者暂停所述储能电池簇工作；
当所述发电总功率在所述波动范围内，暂停所有所述储能电池簇。
2.根据权利要求1所述的光储最大化应用的控制方法，其特征在于，所述根据所述平均SOC值、所述最高SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇充电或者暂停所述储能电池簇工作，具体包括：
判断第一条件是否成立；所述第一条件为所述平均SOC值是否小于所述最高SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运行温度；
若是，筛选出满足所述第一条件的储能电池簇，并获取满足所述第一条件的储能电池簇的第一时间利用率；
利用对比排序法对所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇；所述第一筛选条件为所述第一时间利用率低于第一时间利用率设定值；
利用满足所述第一筛选条件的多个储能电池簇进行充电，平均分配所述发电总功率；
若否，暂停所述储能电池簇工作。
3.根据权利要求2所述的光储最大化应用的控制方法，其特征在于，所述利用对比排序法对所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇，具体包括：
对满足所述第一条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第一初始序列；
从所述第一初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第一时间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第一序列；
将所述第一序列作为所述第一初始序列，返回步骤“从所述第一初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第一时间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第一排序”，对所述第一序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储能电池簇的所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇。
4.根据权利要求1所述的光储最大化应用的控制方法，其特征在于，所述根据所述平均SOC值、所述最低SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇放电或者暂停所述储能电池簇工作，具体包括：
判断第二条件是否成立；所述第二条件为所述平均SOC值是否大于所述最低SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运行温度；
若是，筛选出满足所述第二条件的储能电池簇，并获取满足所述第二条件的储能电池簇的第二时间利用率；
利用对比排序法对所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇；所述第二筛选条件为所述第二时间利用率低于第二时间利用率设定值；
利用满足所述第二筛选条件的多个储能电池簇进行放电，平均承担所述发电总功率；
若否，暂停所述储能电池簇工作。
5.根据权利要求4所述的光储最大化应用的控制方法，其特征在于，所述利用对比排序法对所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇，具体包括：
对满足所述第二条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第二初始序列；
从所述第二初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二时间利用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第二序列；
将所述第二序列作为所述第二初始序列，返回步骤“从所述初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二时间利用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第二排序”，对所述第二序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储能电池簇的所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇。
6.一种光储最大化应用的控制***，其特征在于，包括：
额定总功率的波动范围确定模块，用于获取多组质子交换膜电解槽PEMEL的额定功率，并根据多组所述额定功率确定额定总功率的波动范围；
发电总功率获取模块，用于获取多个光伏发电机组任一时刻的发电功率，并根据多个所述发电功率确定发电总功率；
第一参数获取模块，用于获取储能***中多个储能电池簇的最高SOC值、最低SOC值以及最高运行温度；
第二参数获取模块，用于获取每个所述储能电池簇的平均SOC值、平均运行温度以及时间利用率；
充电模块，用于当所述发电总功率大于所述波动范围的最大值时，根据所述平均SOC值、所述最高SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇充电或者暂停所述储能电池簇工作；
放电模块，用于当所述发电总功率小于所述波动范围的最小值时，根据所述平均SOC值、所述最低SOC值、所述平均运行温度、所述最高运行温度以及所述时间利用率控制所述储能电池簇放电或者暂停所述储能电池簇工作；
暂停模块，用于当所述发电总功率在所述波动范围内，暂停所有所述储能电池簇。
7.根据权利要求6所述的光储最大化应用的控制***，其特征在于，所述充电模块，具体包括：
第一判断单元，用于判断第一条件是否成立；所述第一条件为所述平均SOC值是否小于所述最高SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运行温度；
第一时间利用率获取单元，用于若是，筛选出满足所述第一条件的储能电池簇，并获取满足所述第一条件的储能电池簇的第一时间利用率；
第一筛选单元，用于利用对比排序法对所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇；所述第一筛选条件为所述第一时间利用率低于第一时间利用率设定值；
充电单元，用于利用满足所述第一筛选条件的多个储能电池簇进行充电，平均分配所述发电总功率；
第一暂停单元，用于若否，暂停所述储能电池簇工作。
8.根据权利要求7所述的光储最大化应用的控制***，其特征在于，所述第一筛选单元，具体包括：
第一初始序列生成子单元，用于对满足所述第一条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第一初始序列；
第一序列确定子单元，用于从所述第一初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第一时间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第一序列；
第一筛选子单元，用于将所述第一序列作为所述第一初始序列，返回步骤“从所述第一初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第一时间利用率，若所述第一个所述第一时间利用率大于所述第二个所述第一时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第一排序”，对所述第一序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储能电池簇的所述第一时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出满足第一筛选条件的多个储能电池簇。
9.根据权利要求6所述的光储最大化应用的控制***，其特征在于，所述放电模块，具体包括：
第二判断单元，用于判断第二条件是否成立；所述第二条件为所述平均SOC值是否大于所述最低SOC值且所述平均运行温度是否小于所述最高运行温度；
第二时间利用率获取单元，用于若是，筛选出满足所述第二条件的储能电池簇，并获取满足所述第二条件的储能电池簇的第二时间利用率；
第二筛选单元，用于利用对比排序法对所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排序，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇；所述第二筛选条件为所述第二时间利用率低于第二时间利用率设定值；
放电单元，用于利用满足所述第二筛选条件的多个储能电池簇进行放电，平均承担所述发电总功率；
第二暂停单元，用于若否，暂停所述储能电池簇工作。
10.根据权利要求9所述的光储最大化应用的控制***，其特征在于，所述第二筛选单元，具体包括：
第二初始序列生成子单元，用于对满足所述第二条件的多个所述储能电池簇任意排序，生成第二初始序列；
第二序列确定子单元，用于从所述第二初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二时间利用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第二序列；
第二筛选子单元，用于将所述第二序列作为所述第二初始序列，返回步骤“从所述初始序列中第一个所述储能电池簇开始，依次比较相邻的两个所述储能电池簇的第二时间利用率，若所述第一个所述第二时间利用率大于所述第二个所述第二时间利用率，交换两个所述储能电池簇的位置，直至到最后一个储能电池簇，确定第二排序”，对所述第二序列中的储能电池簇重新进行排序，直至得到所述储能电池簇的所述第二时间利用率按照从小到大的顺序进行排序的序列，筛选出满足第二筛选条件的多个储能电池簇。
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