基于海上风电的海上制氢平台方案研究

氢能是一种重要的储能介质,能量密度高,无污染,可实现大规模、跨季节、跨时段、跨地域的储能,可成为促进可再生能源消纳的有效方式。全球海上风电资源丰富,海上风电制氢是一种极其适合大规模部署的未来氢源解决方案,因此探索海上风电融合氢能的发展模式意义重大。基于耦合海上风电和氢能的发展理念,以改善风电“上网难”和“弃风”的现象,提出基于海上风电在海上大规模集中制绿氢方案。以典型的200 MW海上风电场规模为拟定条件,配套设计研究制氢功率为10 MW、产氢量2 000 Nm3/h的海上制氢平台方案。完成基于不同制氢设备选型的海上制氢平台平面布置研究,探索海上风电多能融合的发展模式与解决方案,为新能源开发及消纳提供更多的思路和技术储备。

海上制氢平台电力系统与电能管控技术研究

闸述了海上多能发电制氢无人平台供配电系统技术方案和电能管控技术方案的研究。研究制氢设备电力需求以及运行工况,对海上制氢平台的电力负荷进行计算和分析。结合风能、波浪能、潮流能等新能源发电特性,提出海上制氢平台电气系统架构和多能互补的电能管控技术方案。该系统结构和控制策略能够有效地利用各类发电装置电能,避免发电装置的频繁启停、无效启动,有效管控各类发电装置间以及与储能装置间电能的交叉应用和转换,提高电力系统的整体可靠性、稳定性。

海上风电制氢技术经济性对比分析

海上风资源丰富、区域广,成为风电开发利用的重要领域。但海上风电的强随机性和间歇性给海上风电的安全可靠消纳带来诸多难题。风电制氢是提高风电利用率和缓解弃风的有效手段,已成为海上风电发展和研究的热点方向。综合考虑制氢技术方案、设备投资成本、运行维护成本,给出国内海上风电制氢技术的经济性评价方法;分别建立海上风电岸上制氢、海上平台制氢及管道输氢和海上平台制氢及船舶运氢3种海上风力发电制氢技术方案及经济性模型。基于相关调研和文献数据,以某300 MW海上风电场为例,对不同离岸距离的3种海上风力发电制氢技术方案进行经济性比较。结果表明,3种海上风电制氢方案中,海上平台制氢及船舶运氢方案最具经济性,且随着离岸距离加大,该方案等年值费用基本不变;海上风电岸上制氢方案和海上平台制氢及管道输氢方案随离岸距离加大,等年值费用均不同幅度增加。