面向PEM电解制氢的虚拟同步控制技术研究

配有储氢环节的电解水制氢系统能够对功率进行调整,促进可再生能源大规模消纳,是一种理想的调节资源。在电解电源的控制中,引入虚拟同步机控制技术,以暂时改变电解制氢功率为代价,为大量新能源与清洁能源接入电网带来的转动惯量不足、频率稳定性较差等问题提供一种新的解决思路。本文以质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢系统为例,提出了一种虚拟同步电动机(virtual synchronous motor,VSM)的控制策略。首先,通过引入直流电流控制环节实现电解槽功率的自主调整,减小了负荷波动期间的电网频率变化量;其次,考虑到电解槽电流调节存在速率限制,分析了对频率调整过渡过程的影响。最后,基于MATLAB/Simulink搭建微电网仿真系统,实验结果表明,相较于传统的双闭环控制,基于VSM控制的PEM电解制氢系统在电网负荷变动期间能够自主调节制氢系统的功率,电网频率变化量减少了64.71%。