科创中国
一种光伏制氢系统的MPC预测控制和购电成本优化方法
发布时间: 2026-03-19
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
制造业,电气机械和器材制造业
成果介绍
本发明公开了一种光伏制氢系统的MPC预测控制和购电成本优化方法，属于光伏制氢技术领域，系统中的光伏系统通过升压变换器和全桥电路后，输出的直流电流经过第一励磁电感与第一绕组相连；电网经过整流器和全桥电路后，输出的直流电流经第二励磁电感与第二绕组相连；燃料电池通过升压变换器和全桥电路后，输出的直流电流经第三励磁电感与第三绕组相连；电解槽通过降压变换器和全桥电路后，输出的直流电流经过第四励磁电感与第四绕组相连；储氢罐连接电解槽和燃料电池；基于系统，在电解槽变换器中加入MPC预测控制算法以及在系统向电网购电时进行Z‑score函数计算最优购电时间。本发明实现了系统产氢效率、产氢量以及系统成本的最优化。
成果亮点
本成果提出了一种面向光伏制氢系统的模型预测控制与购电成本协同优化方法，成功解决了光伏出力波动性与电网购电电价时变性双重不确定条件下，制氢系统运行经济性与稳定性难以兼顾的核心难题。该方法通过模型预测控制滚动优化电解槽工作点，同时耦合分时电价信息动态调整购电策略，在保障制氢效率的前提下显著降低了系统运行成本。其在典型光伏制氢场景下的仿真与半实物验证表明，年购电成本可降低15%以上，是新能源制氢系统能量管理领域的一项重要创新。
团队介绍
燕山大学源于哈尔滨工业大学，始建于1920年。学校秉承“厚德、博学、求是”的校训，现已发展成为一所以工为主，以重型机械及装备为优势，多学科协调发展的全国重点大学。学校是河北省人民政府、教育部、工业和信息化部、国家国防科技工业局四方共建高校。燕山大学在材料科学与工程、机械工程等学科领域享有盛誉，拥有多个国家级重点实验室和工程技术研究中心。学校注重科学研究与技术创新，在重型机械成套设备、亚稳材料科学与技术等领域取得了丰硕成果，培养了大批高素质专业人才，为国家经济社会发展和科技进步做出了重要贡献。
成果资料
产业化落地方案
下载app