專利名稱：：用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于可再生能源領(lǐng)域，更具體地涉及用于控制發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)。本發(fā)明的主要目的是(提供)與一個(gè)或幾個(gè)基于不易控制的(不宜管理的，non-manageable)可再生資源的發(fā)電站連接的制氫系統(tǒng),如風(fēng)力田(風(fēng)電場)和光伏發(fā)電站，目的在于提供功率輸出控制服務(wù)以避免能量損失以及使制氫系統(tǒng)的規(guī)模(size)最優(yōu)化(optimise)。同樣地，本發(fā)明的另一個(gè)目的是(提供)一種用于控制電力輸送至電網(wǎng)的方法。
背景技術(shù)：
：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)目的在于將風(fēng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能，并且在電網(wǎng)與風(fēng)力系統(tǒng)連接的情況·下，將電能加載至其中，以備后續(xù)在其中的運(yùn)輸、分配與使用。在風(fēng)力系統(tǒng)滲透水平較低的電網(wǎng)中，通常，所述電網(wǎng)的操作人員施加于發(fā)電機(jī)組(常規(guī)發(fā)電站)的其余部分的控制系統(tǒng)足以補(bǔ)償通過風(fēng)力田輸送到電網(wǎng)中的電力的波動(dòng)。這些波動(dòng)顯然是由風(fēng)力資源固有的變化所產(chǎn)生的。然而，隨著電網(wǎng)中風(fēng)力系統(tǒng)滲透水平的增長，電網(wǎng)的操作人員需要將所述系統(tǒng)加入到電網(wǎng)的控制操作中，正如常規(guī)的發(fā)電站的情況一樣。對(duì)依賴于不易控制控制的資源的任何可再生能源發(fā)電系統(tǒng)來說，如對(duì)光伏系統(tǒng)和太陽能資源情況，前面所提的內(nèi)容同樣有效。盡管我們在本文中優(yōu)先(prioritarily)談及風(fēng)力系統(tǒng)，必須應(yīng)該理解的是，在任何時(shí)候，本發(fā)明的范圍可以擴(kuò)大至利用不易控制能源的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。目前的電網(wǎng)中，發(fā)電有功功率和消耗有功功率之間平衡的維持是通過將系統(tǒng)頻率維持在其標(biāo)稱值(在歐洲是50Hz，在美國是60Hz)而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)電功率超過消耗功率時(shí)，系統(tǒng)頻率相對(duì)于其標(biāo)稱值上升，進(jìn)而加速發(fā)電站中同步交流發(fā)電機(jī)的機(jī)械軸(的轉(zhuǎn)動(dòng))。與此相反，當(dāng)發(fā)電功率小于消耗功率時(shí)，由于同步交流發(fā)電機(jī)軸減速，其速度降低，該頻率下降。為了補(bǔ)償這些頻率上的偏差，除了與有功功率相應(yīng)的那些(措施)之外，可以根據(jù)不同的系統(tǒng)頻率控制過程，如初級(jí)控制、次級(jí)控制和三級(jí)控制，為常規(guī)發(fā)電站配備功率輸出控制器，該控制器可以對(duì)頻率值的變化作出響應(yīng)。初級(jí)控制允許恢復(fù)由電網(wǎng)發(fā)電的有功功率和電網(wǎng)消耗的有功功率之間的平衡?；ヂ?lián)電網(wǎng)中所有發(fā)電機(jī)組的聯(lián)合操作使得快速補(bǔ)償該電網(wǎng)中任何位置上消耗功率和發(fā)電功率之間的相位差。在大多數(shù)電網(wǎng)中，立法要求(legislationobliges)常規(guī)發(fā)電站建立一種專門的初級(jí)控制能力。這種控制由以下構(gòu)成為了相應(yīng)地增加或減少發(fā)電站的功率輸出參考值而并入一種控制機(jī)構(gòu)，以及相反方向的，基于一種所提及的特性如控制誤差(statism)對(duì)于電網(wǎng)頻率的變化。這種特性在坐標(biāo)平面中表現(xiàn)為一條向下傾斜的直線，其中水平軸是由相對(duì)于其標(biāo)稱值的頻率變化決定的，如該標(biāo)稱值的百分比，而垂直軸是由功率輸出的變化決定的，其中發(fā)電站必須在給定的時(shí)間根據(jù)該輸出功率的變化，對(duì)相應(yīng)的頻率變化作出響應(yīng)，所述功率輸出的變化也可以用發(fā)電站的標(biāo)稱功率輸出的百分比表示。以此方式，當(dāng)操作人員除了在給定的時(shí)間點(diǎn)確定了必須作出響應(yīng)的、相對(duì)于標(biāo)稱功率輸出值而言最大輸出功率變化值之外，還確定了必須作出響應(yīng)的最大頻率變化值時(shí)，控制誤差(statism)就確定了。初級(jí)控制必須發(fā)生在很短的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)，為幾秒的數(shù)量級(jí)。次級(jí)控制允許將電網(wǎng)頻率恢復(fù)至其標(biāo)稱值。利用所述控制，通常該控制是可選擇的和報(bào)償?shù)?有償?shù)?，remunerated),在擁有發(fā)電站的電力公司預(yù)先商定的控制范圍(控制帶,controlbands)內(nèi)，系統(tǒng)操作人員將新的發(fā)電值分配給發(fā)電站。以此方式,發(fā)電站修改其功率參考值直到系統(tǒng)頻率恢復(fù)到其在穩(wěn)定條件(穩(wěn)定狀態(tài)，stationaryregime)下的標(biāo)稱值。與初級(jí)控制不同，次級(jí)控制發(fā)生的響應(yīng)時(shí)間為幾分鐘的數(shù)量級(jí)。最后，三級(jí)控制，也稱作報(bào)償?shù)?有償?shù)?，remunerated)(控制)，為了著手解決(addressing)預(yù)測的功率消耗和期望的電力產(chǎn)生之間可能的偏差，提供給電網(wǎng)操作人員或多或少的發(fā)電能力。在實(shí)踐中，三級(jí)控制是指在程控(可編程，progra_ed)發(fā)電站中功率輸出參考值的變化，以此方式，他們的操作時(shí)間范圍(operatinghorizon)達(dá)到接近一小時(shí)至幾小時(shí)。目前，風(fēng)力發(fā)電的持續(xù)增長以及依靠具有不易控制資源的其它可再生資源發(fā)電的持續(xù)增長，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行提出了重大挑戰(zhàn)，基于易處理的(易管理的，manageable)常規(guī)能源系統(tǒng)的操作方案(actionprotocols)已發(fā)展多年。然而,假設(shè)電力消耗存在不可避免的可變性，目前統(tǒng)計(jì)學(xué)方法能夠高度準(zhǔn)確地預(yù)測每日所需及每小時(shí)所需。以此方式，通過不同的控制和操作服務(wù)，各操作(運(yùn)行)方案已允許有效地管理由常規(guī)發(fā)電站(產(chǎn)生的)需求變化范圍。目前，基于不易控制資源(主要是風(fēng)力田(風(fēng)電場))的可再生發(fā)電站的大規(guī)模合并入電力需求范圍(powerdemandcoverage),給電網(wǎng)的操作(運(yùn)行)帶來了額外的不確定性，如所述資源的不可預(yù)知的變化性。以實(shí)例說明，根據(jù)西班牙電網(wǎng)運(yùn)營商負(fù)責(zé)的公司，西班牙紅色電網(wǎng)公司(RedElectricadeEspalia)提供的信息，我們必須指出以下事實(shí)2009年12月30日凌晨的西班牙，風(fēng)力田發(fā)電量占總發(fā)電量的54.1%，即，不易控制的可再生資源覆蓋了超過一半的電力需求。這一覆蓋度代表了風(fēng)能滲透(penetration)的里程碑，并且由于其中泵站的加入以及將熱電站的生產(chǎn)量減至技術(shù)上的最低值，成功地得到了電網(wǎng)運(yùn)行的支持。盡管如此，當(dāng)時(shí)的低需求量迫使操作人員發(fā)布了減少600MW的風(fēng)力發(fā)電幾個(gè)小時(shí)的命令。在之前數(shù)月發(fā)生的類似情況下，已奉令進(jìn)行了更大規(guī)模的縮減，特別是在液壓泵容量不足的情況下。前述的實(shí)例說明目前的操作(運(yùn)行)方案，甚至與新的電網(wǎng)操作(運(yùn)行)相關(guān)技術(shù)(建立可再生能源控制中心，建立與發(fā)電控制中心的連接與通訊，配置用于連接與通訊所需的技術(shù)要求，等)一樣，在可再生能源整合方面已達(dá)到它們的極限，隨著將更多的可再生能源發(fā)電站合并入電網(wǎng)中，為了確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性，這就需要功率輸出控制服務(wù)，甚至是對(duì)于基于不易控制的可再生能源的發(fā)電站，包括風(fēng)力田(風(fēng)電場)。關(guān)于初級(jí)控制服務(wù)以及用風(fēng)力田(風(fēng)電場)作為可再生能源發(fā)電站的典型例子，已經(jīng)提出了僅利用風(fēng)力田的風(fēng)力渦輪機(jī)(風(fēng)輪機(jī))來提供此服務(wù)的不同技術(shù)。風(fēng)電場的風(fēng)力渦輪機(jī)為了提供初級(jí)控制服務(wù)，必須以最大功率值運(yùn)行，該最大功率值等于在給定的時(shí)間能夠從風(fēng)力獲得的最大功率以及依法(bylegislation)為初級(jí)控制制定的功率輸出的最大變化值(在西班牙是標(biāo)稱輸出功率的I.5%)的差值。這保證了，如果電網(wǎng)功率下降至依法(bythelegislation)和/或依照操作人員的操作方案確定的最小值,風(fēng)力潤輪機(jī)會(huì)具有必要的功率輸出能力以將其升高至上述的功率輸出的最大變化值。隨之而來的技術(shù)問題是這種處理意味著風(fēng)能的持續(xù)損失(稱之為“放電”)，因?yàn)轱L(fēng)力渦輪機(jī)幾乎總是在低于最大可引出(extractable)功率、在固定不變的條件下(permanentregime)運(yùn)行，以確保功率輸出變化范圍滿足初級(jí)控制。已有專利文件披露了利用風(fēng)能供能的制氫系統(tǒng)，如在這些專利案件中W02006097494、EP1596052、US20070216165、US20060125241和DE10055973。關(guān)于制氫，基本上有兩種類型的電解水技術(shù)堿性技術(shù)和聚合物膜(PEM)技術(shù)。前者是工藝先進(jìn)的并且可以達(dá)到非常高的功率輸出值。通過施加電能來電解分解水分子以生產(chǎn)氫和氧。對(duì)此系統(tǒng)的熱力學(xué)分析結(jié)果表明，最小能量供應(yīng)的存在，可以使此電化學(xué)反應(yīng)在一定時(shí)間段內(nèi)以持續(xù)的方式進(jìn)行。相應(yīng)地，在電解單元中氫和氧的產(chǎn)生必須分離地進(jìn)行，并且在內(nèi)部形成通道(channelled),以免形成兩種氣體的潛在的爆炸混合物。在低生產(chǎn)值情況下，氣體產(chǎn)生速度變慢，因而增加了形成爆炸混合物的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，在眾多的因素中，所產(chǎn)生的氣體的純度取決于電解系統(tǒng)的工作點(diǎn)(operatingpoint),如果所述工作點(diǎn)低,貝U純度變差。相應(yīng)地，目前的電解槽可以由一個(gè)或幾個(gè)電解單元形成。如果包括幾個(gè)單元，則其操作通常是聯(lián)合實(shí)施的。由于上述原因，目前的電解槽，不論是由一個(gè)或幾個(gè)電解單元形成，都具有一個(gè)下限，低于此下限廠商即不允許其運(yùn)行。這一限度既確保電解系統(tǒng)的安全操作也保持所產(chǎn)生氣體的純度。盡管該限度因廠商而變化，但目前堿性電解工藝的典型范圍可以確定該限度在電解系統(tǒng)標(biāo)稱輸出功率的15%至40%。其中電解系統(tǒng)不能在其內(nèi)運(yùn)行的范圍對(duì)于該系統(tǒng)表現(xiàn)為“死帶(bandamuerta,deadband)”(BM或DB)。為了使風(fēng)力田(風(fēng)電場)的初級(jí)控制服務(wù)通過風(fēng)電渦輪機(jī)和電解系統(tǒng)共同運(yùn)行，后者的大小要由電網(wǎng)操作人員施加影響(制定，imposed)的初級(jí)服務(wù)范圍以及其可接受的操作范圍兩者決定，即高于電解系統(tǒng)的操作下限或死帶(bandamuerta,或deadband)的功率輸出范圍。這需要相當(dāng)大的制氫系統(tǒng)的選擇參數(shù)的裕度(oversizing)，以實(shí)現(xiàn)初級(jí)控制服務(wù)的目的，并且避免風(fēng)能損失，所述選擇參數(shù)的裕度伴隨著高經(jīng)濟(jì)成本。這對(duì)于輸入到電網(wǎng)中的功率的變化施加影響的任何其他類型的控制服務(wù)都是同等有效的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過提供與一個(gè)或幾個(gè)基于不易控制可再生資源的發(fā)電站(如風(fēng)力田)連接的制氫系統(tǒng)來解決上述缺陷，利用此系統(tǒng)可以控制通過其輸送至電網(wǎng)的功率，以將電網(wǎng)頻率維持在其標(biāo)稱值，優(yōu)選的是初級(jí)控制服務(wù)，以避免所述發(fā)電站的能量損失并優(yōu)化其性倉泛。所述制氫系統(tǒng)突出的是基本由獨(dú)立運(yùn)行的、嵌套結(jié)構(gòu)的電解單元組成，該制氫系統(tǒng)的主要特性是其死帶“BM(DB)”值顯著低于目前的制氫系統(tǒng)的死帶“BM(BD)”值。這種嵌套結(jié)構(gòu)允許該制氫系統(tǒng)的操作(運(yùn)行)范圍最優(yōu)化,并且避免為了滿足每個(gè)國家依法制定的功率輸出的需求而使所述系統(tǒng)規(guī)模過大。為了這個(gè)目的，配置到該系統(tǒng)的電解單元具有根據(jù)特定的算法計(jì)算得出的運(yùn)行功率值，通過調(diào)節(jié)制氫系統(tǒng)以適應(yīng)于控制服務(wù)需求，使得該制氫系統(tǒng)的總體規(guī)模最小化，并且與現(xiàn)有的可替代系統(tǒng)相比，系統(tǒng)規(guī)模實(shí)現(xiàn)了顯著的縮減。在所提及的制氫系統(tǒng)中，構(gòu)成它的每一個(gè)電解單元都是可以獨(dú)立控制的。通過對(duì)每個(gè)單元的控制和獨(dú)立調(diào)節(jié)，該制氫系統(tǒng)可以以此方式運(yùn)行，而對(duì)于制(氫)系統(tǒng)所產(chǎn)生的死帶與尺寸較小的電解單元的死帶是相同的，實(shí)際上，根據(jù)上述算法所產(chǎn)生的死帶是可以忽略的并且持續(xù)貫穿該系統(tǒng)的運(yùn)行范圍，即從系統(tǒng)的標(biāo)稱功率輸出至其下限，接近零，與上述死帶相對(duì)應(yīng)。風(fēng)力田和制氫系統(tǒng)都合并了電力電子器件(電力電子設(shè)備,powerelectronics)以及控制和監(jiān)視系統(tǒng)。對(duì)于風(fēng)力田而言，電力電子器件主要用于風(fēng)力渦輪機(jī)，而控制和監(jiān)視是在這些系統(tǒng)和風(fēng)力田自身之間，以一種協(xié)同方式實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于電解單元而言，也為其裝配了電力電子器件和控制系統(tǒng)。所述控制和監(jiān)視系統(tǒng)可以有多種實(shí)施方式，優(yōu)選的是具有微控制器和用戶界面的可編程自動(dòng)機(jī)型工業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以手動(dòng)開啟或遙控開啟。此外，總體監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力渦輪機(jī)和電解單元的工作點(diǎn)的常量運(yùn)算。其次，本發(fā)明的說明書集中在初級(jí)控制服務(wù)上，然而，除了有助于將與發(fā)電站連接的連接點(diǎn)的無功功率輸出控制在沒有被有功功率輸出控制使用的表觀功率輸出范圍內(nèi)以夕卜，對(duì)于提供的其它控制服務(wù)，如次級(jí)和三級(jí)(控制服務(wù))，本發(fā)明是同樣有效的。制氫系統(tǒng)，獨(dú)立地或者與風(fēng)力田或聚集的風(fēng)力田協(xié)同地，使其產(chǎn)出應(yīng)用于控制輸送到可再生發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電力，以此方式能夠使風(fēng)力田滿足初級(jí)控制對(duì)其的要求、以及其他要求。下面我們討論嵌套結(jié)構(gòu)的概念以闡明這一術(shù)語。假設(shè)制氫系統(tǒng)最初是由單一電解單元組成的，該電解單元稱為E1(最初的電解單元)。下面，將E1分為兩個(gè)不同尺寸的單元，較大的單元稱為E2I(下標(biāo)1，表示“大”)，較小的單元稱為E2s(下標(biāo)S，表示“小”)。如果所選擇的較小單元具有與較大單元的死帶相同的功率輸出，則結(jié)果是得到一個(gè)沒有中斷的、貫穿整個(gè)運(yùn)行范圍的、并且具有比E1情況下更低的死帶(BM)的制氫系統(tǒng)。因此，它是一種取決于所使用工藝的死帶值的最理想的電力分配。從這一點(diǎn)來說，具有較低功率輸出的電解單元(一般為Ens)，可以依次被分為具有相同電力分布的兩個(gè)單元，并且確保Ens(的死帶)總是等于或大于Enl的死帶，或者換一種說法，Ens總是等于或大于與死帶(作為通過Enl的標(biāo)稱功率輸出選擇的工藝的百分比)的乘積(product)ο最終的系統(tǒng)是由η個(gè)電解單元構(gòu)成的，即，連續(xù)分割的較大尺寸的單元(從E2I到Enl)和最后分割的最小單兀(Ens)?；谒x工藝的死帶(BM，這里用小數(shù)表示)的連續(xù)分割而得的電解單元需滿足的功率輸出方程是17P麵#|2/—I+BM"**BMf1E為+.一￡*|、BM·Ev<E2lt￡■,-_■——g￡-—)-￡I+SMM(I+BMf4整個(gè)過程的結(jié)果是，通過電解單元尺寸的最小化降低系統(tǒng)的死帶(BMn)。利用這一電力分配策略，系統(tǒng)的死帶(BMn)的大小，基于分割數(shù)η和由所選的電解工藝確定的限度，以下面的方法計(jì)算權(quán)利要求1.一種用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，它包括至少兩個(gè)具有遞減的功率輸出值的電解單元(5)，以這樣的方式，對(duì)于所述系統(tǒng)的任何單元，較小的電解單元(5)的功率輸出值的總和總是高于或等于所述單元的死帶，允許將所述制氫系統(tǒng)(4)的死帶減少至可忽略的水平，從而避免與可再生發(fā)電站相連的所述電網(wǎng)(3)中的損失、放電或產(chǎn)能。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，所述基于可再生能源的發(fā)電站由一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力田(2)組成，其中所述風(fēng)力田(2)相互協(xié)同，且相應(yīng)地由一組風(fēng)力渦輪機(jī)(I)形成。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，所述基于可再生能源的發(fā)電站由一個(gè)或幾個(gè)光伏電站組成。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，它還包括用于幫助所述制氫系統(tǒng)(4)控制功率輸出的電池系統(tǒng)(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，它還包括燃料電池系統(tǒng)，在電網(wǎng)頻率范圍低于標(biāo)稱頻率時(shí)，所述燃料電池系統(tǒng)負(fù)責(zé)發(fā)電并將其輸送到所述電網(wǎng)中，同時(shí)所述制氫系統(tǒng)(4)負(fù)責(zé)在電網(wǎng)頻率范圍高于標(biāo)稱頻率時(shí)消耗電能。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，它還包括儲(chǔ)氫系統(tǒng)，以此方式，由所述制氫系統(tǒng)(4)產(chǎn)生的氫后續(xù)被所述燃料電池系統(tǒng)消耗。7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，它還包括由帶有耦接至其上的發(fā)電機(jī)的氫內(nèi)燃機(jī)或由兩個(gè)系統(tǒng)的組合形成的系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，它還包括儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)基于調(diào)速輪、或電容器組或者它們與所述電池系統(tǒng)(6)的組合。9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，所述制氫系統(tǒng)(4)和所述發(fā)電站都并入電力電子器件，其調(diào)節(jié)在所述電網(wǎng)連接點(diǎn)處所產(chǎn)生的無功功率或消耗的無功功率。10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于控制基于可再生能源的發(fā)電站的功率輸出的制氫系統(tǒng)(4)，其特征在于，它由至少兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的電解單元(5)組成。11.一種利用如權(quán)利要求I至10中任意一項(xiàng)所述的制氫系統(tǒng)(4)用于控制電力輸送到電網(wǎng)(3)以控制電網(wǎng)(3)頻率在其標(biāo)稱值的方法，其特征在于，所述電網(wǎng)(3)頻率的控制僅通過所述制氫系統(tǒng)(4)進(jìn)行。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率輸出控制方法，其特征在于，當(dāng)不需要初級(jí)控制服務(wù)時(shí)，風(fēng)力田(2)的風(fēng)力渦輪機(jī)(I)在給定時(shí)間持續(xù)以可用的最大功率運(yùn)行，而所述電解單元(5)以其運(yùn)行范圍的50%運(yùn)行。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率輸出控制方法，其特征在于，當(dāng)需要輸送初級(jí)控制時(shí)，即必須輸送電力至所述電網(wǎng)(3)中，這種情況發(fā)生在所述頻率降至其參考值以下時(shí)，所述制氫系統(tǒng)(4)減少其功率輸出。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率輸出控制方法，其特征在于，當(dāng)需要收回初級(jí)控制時(shí)，即在必須減少輸送電力至所述電網(wǎng)(3)中時(shí)，這種情況發(fā)生在頻率升至其參考值以上時(shí)，所述制氫系統(tǒng)(4)增加其功率輸出。15.一種利用如權(quán)利要求2或9所述的制氫系統(tǒng)(4)用于控制電力輸送到電網(wǎng)(3)以控制電網(wǎng)(3)頻率在其標(biāo)稱值的方法，其特征在于，所述電網(wǎng)(3)頻率由所述風(fēng)力田(2)和制氫系統(tǒng)(4)共同控制。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率輸出控制方法，其特征在于，當(dāng)不需要初級(jí)控制服務(wù)時(shí)，所述風(fēng)力田(2)的風(fēng)力渦輪機(jī)(I)在給定時(shí)間持續(xù)以可用的最大功率運(yùn)行，而所述電解單元(5)以其運(yùn)行范圍的100%運(yùn)行。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率輸出控制方法，其特征在于，當(dāng)需要輸送初級(jí)控制時(shí)，所述制氫系統(tǒng)(4)修改其工作點(diǎn)，以減少消耗功率至其標(biāo)稱值以下，從而釋放來自所述風(fēng)力田(2)的電力，將其輸送到所述電網(wǎng)(3)中，而所述風(fēng)力田(2)持續(xù)以最大功率運(yùn)行。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率輸出控制方法，其特征在于，當(dāng)需要收回初級(jí)控制時(shí)，所述風(fēng)力田(2)減少其功率輸出，而所述制氫系統(tǒng)(4)持續(xù)以其標(biāo)稱功率運(yùn)行。19.根據(jù)權(quán)利要求11或15所述的功率輸出控制方法，其特征在于，所述電池系統(tǒng)(6)在接近所述系統(tǒng)標(biāo)稱頻率的頻率沮圍內(nèi)運(yùn)彳丁，而所述制氣系統(tǒng)(4),以較慢的運(yùn)動(dòng)，以所述電池系統(tǒng)(6)運(yùn)行范圍以外的頻率值運(yùn)行，用于由初級(jí)控制調(diào)節(jié)所建立的總頻率控制帶。20.根據(jù)權(quán)利要求11或15所述的功率輸出控制方法，其特征在于，所述制氫系統(tǒng)(4)在接近所述系統(tǒng)標(biāo)稱頻率的頻率沮圍內(nèi)運(yùn)彳丁，而所述電池系統(tǒng)(6)以所述制氣系統(tǒng)(4)運(yùn)行范圍以外的頻率值運(yùn)行，用于由初級(jí)控制調(diào)節(jié)所建立的總頻率控制帶。21.根據(jù)權(quán)利要求11或15所述的功率輸出控制方法，其特征在于，也可以提供次級(jí)控制服務(wù)和/或三級(jí)控制服務(wù)。22.一種用于控制基于可再生能源的發(fā)電站與電網(wǎng)(3)互相交換的有功功率的方法，其特征在于，通過將電力電子器件用于權(quán)利要求I至10中任意一項(xiàng)所述的發(fā)電站以及制氫系統(tǒng)(4)來控制無功功率。全文摘要本發(fā)明涉及主要由嵌套結(jié)構(gòu)的電解單元(5)組成的系統(tǒng)，所述電解單元獨(dú)立運(yùn)行，其輸出功率值遞減，以此方式，對(duì)于系統(tǒng)的任何一個(gè)單元，較小電解單元(5)的功率的總和總是高于或等于所述單元的“死帶(bandamuerta，或deadband)”(BM或DB)，允許將所述制氫系統(tǒng)(4)的死帶減少至可忽略的水平，從而避免所述可再生發(fā)電站的能量損失或放電，優(yōu)選的是一個(gè)或多個(gè)由一組風(fēng)力渦輪機(jī)(1)形成的連接到電網(wǎng)(3)的風(fēng)力田(2)，作為在其中執(zhí)行初級(jí)控制服務(wù)的實(shí)施，或者，一般地，對(duì)其進(jìn)行任何其他有功功率控制服務(wù)，從而使所獲得的總能量最優(yōu)化。文檔編號(hào)C25B15/02GK102959131SQ201080066416公開日2013年3月6日申請(qǐng)日期2010年4月28日優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日發(fā)明者哈維爾·佩雷斯巴瓦查諾,歐亨尼奧·格爾文蘇米切萊納,巴勃羅·桑奇斯古爾皮德,阿爾弗雷多·烏蘇亞魯比奧,路易斯·馬羅約帕洛莫,伊斯雷爾·桑切斯馬亞約申請(qǐng)人:英格蒂姆能源科技公司,安訊能能源公司