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摘要：本发明公开了一种适用于PEM‑ALK混合制氢直流微电网系统的协同分层控制系统。该系统包括功率分配控制层、策略管理控制层、设备控制层；所述功率分配控制层用于利用小波分解法实现直流微电网系统的功率平衡；所述策略管理控制层用于切换蓄电池的控制策略及电解槽的工作状态，在保证母线电压稳定的前提下提升系统协同工作性能；所述设备控制层用于根据电流‑制氢效率特性曲线确定不同工作功率条件下ALK电解槽和PEM电解槽达到最大制氢效率时对应的唯一期望工作电压Uref，然后建立Buck变换器的分数阶PIλ控制系统，使电解槽实际工作电压与期望工作电压Uref之间的差值最小。本发明实现系统的功率平衡，减少蓄电池充、放电次数，有效提高电解槽的制氢效率及稳定性。

主权项：1.一种适用于PEM-ALK混合制氢直流微电网系统的协同分层控制系统，用于对PEM-ALK混合制氢直流微电网系统进行精准控制，其特征在于：包括功率分配控制层1、策略管理控制层2、设备控制层3；所述直流微电网系统包括分别与直流母线相连的风机发电模块、飞轮储能模块、蓄电池储能模块、电解槽制氢模块、交流电网模块；所述电解槽制氢模块包括并连的ALK电解槽制氢模块和PEM电解槽制氢模块，ALK电解槽和PEM电解槽分别通过不同的Buck变换器连接到直流母线上；所述功率分配控制层1用于实时采集实时风速数据，获得风机发电功率Pw，在无互联通信的状态下，利用小波分解法将风机发电功率Pw分解成多个不同频率的小波基函数的线性组合，重构为并网功率Pbing、飞轮功率Pf和蓄电池功率Pbat，在确保直流母线电压稳定的前提下，实现直流微电网系统的功率平衡；同时，将分配后的各功率信号分别传输至策略管理控制层2和设备控制层3；所述策略管理控制层2用于实时采集蓄电池功率Pbat、蓄电池电压Ubat、蓄电池电流Ibat、以及蓄电池SOC，根据蓄电池SOC范围切换蓄电池的控制策略及电解槽的工作状态，使蓄电池在恒压控制模式与恒功率控制模式之间切换，同时改变ALK电解槽和PEM电解槽的工作功率；再将ALK电解槽和PEM电解槽的工作功率、蓄电池电压Ubat信号、以及蓄电池电流Ibat信号传输至设备控制层3；所述设备控制层3用于实时采集直流微电网母线电压Udc、分配后的各功率数值、电解槽的工作功率、蓄电池电压Ubat、以及蓄电池电流Ibat，根据ALK电解槽和PEM电解槽的数学模型，仿真出ALK电解槽和PEM电解槽的电流-制氢效率特性曲线，再根据电流-制氢效率特性曲线确定不同工作功率条件下ALK电解槽和PEM电解槽达到最大制氢效率时对应的唯一期望工作电压Uref，建立Buck变换器的分数阶PIλ控制系统，将分数阶PIλ控制系统与黑翅鸢算法、Buck变换器连接，以反馈的目标函数为评价指标，对控制参数进行优化，使ALK电解槽实际工作电压UALK、PEM电解槽实际工作电压UPEM与期望工作电压Uref之间的差值最小，达到稳定ALK电解槽和PEM电解槽在最大效率点的目的。

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百度查询： 武汉理工大学 适用于PEM-ALK混合制氢直流微电网系统的协同分层控制系统