武漢理工大學胡紅明獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉武漢理工大學申請的專利適用于PEM-ALK混合制氫直流微電網系統的協同分層控制系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119070265B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202410988657.7,技術領域涉及:H02J1/10;該發明授權適用于PEM-ALK混合制氫直流微電網系統的協同分層控制系統是由胡紅明;李怡航;謝長君;楊文龍;朱文超;楊揚;韋鵬設計研發完成,并于2024-07-23向國家知識產權局提交的專利申請。
本適用于PEM-ALK混合制氫直流微電網系統的協同分層控制系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種適用于PEM?ALK混合制氫直流微電網系統的協同分層控制系統。該系統包括功率分配控制層、策略管理控制層、設備控制層;所述功率分配控制層用于利用小波分解法實現直流微電網系統的功率平衡;所述策略管理控制層用于切換蓄電池的控制策略及電解槽的工作狀態,在保證母線電壓穩定的前提下提升系統協同工作性能;所述設備控制層用于根據電流?制氫效率特性曲線確定不同工作功率條件下ALK電解槽和PEM電解槽達到最大制氫效率時對應的唯一期望工作電壓Uref,然后建立Buck變換器的分數階PIλ控制系統,使電解槽實際工作電壓與期望工作電壓Uref之間的差值最小。本發明實現系統的功率平衡,減少蓄電池充、放電次數,有效提高電解槽的制氫效率及穩定性。
本發明授權適用于PEM-ALK混合制氫直流微電網系統的協同分層控制系統在權利要求書中公布了:1.一種適用于PEM-ALK混合制氫直流微電網系統的協同分層控制系統,用于對PEM-ALK混合制氫直流微電網系統進行精準控制,其特征在于:包括功率分配控制層1、策略管理控制層2、設備控制層3; 所述直流微電網系統包括分別與直流母線相連的風機發電模塊、飛輪儲能模塊、蓄電池儲能模塊、電解槽制氫模塊、交流電網模塊;所述電解槽制氫模塊包括并連的ALK電解槽制氫模塊和PEM電解槽制氫模塊,ALK電解槽和PEM電解槽分別通過不同的Buck變換器連接到直流母線上; 所述功率分配控制層1用于實時采集實時風速數據,獲得風機發電功率Pw,在無互聯通信的狀態下,利用小波分解法將風機發電功率Pw分解成多個不同頻率的小波基函數的線性組合,重構為并網功率Pbing、飛輪功率Pf和蓄電池功率Pbat,在確保直流母線電壓穩定的前提下,實現直流微電網系統的功率平衡;同時,將分配后的各功率信號分別傳輸至策略管理控制層2和設備控制層3; 所述策略管理控制層2用于實時采集蓄電池功率Pbat、蓄電池電壓Ubat、蓄電池電流Ibat、以及蓄電池SOC,根據蓄電池SOC范圍切換蓄電池的控制策略及電解槽的工作狀態,使蓄電池在恒壓控制模式與恒功率控制模式之間切換,同時改變ALK電解槽和PEM電解槽的工作功率;再將ALK電解槽和PEM電解槽的工作功率、蓄電池電壓Ubat信號、以及蓄電池電流Ibat信號傳輸至設備控制層3; 所述設備控制層3用于實時采集直流微電網母線電壓Udc、分配后的各功率數值、電解槽的工作功率、蓄電池電壓Ubat、以及蓄電池電流Ibat,根據ALK電解槽和PEM電解槽的數學模型,仿真出ALK電解槽和PEM電解槽的電流-制氫效率特性曲線,再根據電流-制氫效率特性曲線確定不同工作功率條件下ALK電解槽和PEM電解槽達到最大制氫效率時對應的唯一期望工作電壓Uref,建立Buck變換器的分數階PIλ控制系統,將分數階PIλ控制系統與黑翅鳶算法、Buck變換器連接,以反饋的目標函數為評價指標,對控制參數進行優化,使ALK電解槽實際工作電壓UALK、PEM電解槽實際工作電壓UPEM與期望工作電壓Uref之間的差值最小,達到穩定ALK電解槽和PEM電解槽在最大效率點的目的。
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