混合电解槽制氢系统选型及评估方法

电解槽是光伏电解水制氢技术的关键设备,其性能的优劣是影响制氢技术发展的关键因素。目前已被投入工程应用的电解槽有碱性电解槽(alkaline electrolyzer,AEL)和质子交换膜电解槽(protonexchange membrane electrolyzer,PEMEL),两类电解槽在经济性和技术性方面各有优劣。因此,提出混合电解槽应用技术。首先,提出层次分析-熵权法综合评估方法,按照所提方法求得混合电解槽系统最优选型;其次,将混合电解槽系统应用在光储耦合制氢系统中,并搭建其仿真模型;在此基础之上,进行3类电解槽多个性能指标对比分析。结果表明,混合电解槽成本为同容量PEMEL设备成本的56%,且混合电解槽电解效率可达91.5%,验证了所提方案的适用性。

基于混合电解槽制氢系统的功率分配技术

光伏(PV)电解水制氢技术是实现PV消纳和绿电制氢的重要手段。在波动电源输入状态下,电解槽制氢系统运行稳定性及制氢经济性存在较多问题。针对这些问题,提出基于混合电解槽制氢系统的PV制氢方案,采用碱性电解槽(AEL)制氢系统与质子交换膜电解槽(PEMEL)系统相结合的方法,提出混合电解槽制氢系统功率优化控制技术和容量配置方法,在实现不同类型电解槽组合运行、合理配置的基础上,提升制氢性能。结果表明,混合电解制氢系统与单一AEL制氢技术相比,制氢量提升了5%,波动率大幅降低,制氢成本相较于PEMEL电解水制氢系统大幅降低。采用功率优化控制技术后,同等功率运行下,制氢量提升。单一电解槽处于波动工况下,采用阵列轮换方式保证了电解槽系统安全运行。研究结果可以为实现PV消纳以及多类型电解槽安全运行模式提供参考。

基于改进LADRC的构网型储能调频控制策略研究

为提升高比例风电渗透下电力系统的频率稳定性,同时解决风储联合系统调频过程中参数间相互影响难以兼顾导致系统调频控制性能不佳的问题,提出一种基于改进型线性自抗扰控制策略(linear active disturbance rejection control,LADRC)的构网型(grid-forming,GFM)储能调频控制策略。首先,在传统应用LADRC对角频率进行快速控制的基础上,引入有功差额补偿,加速有功指令响应速度,消除参数互耦。同时,针对构网型储能调频控制策略参数影响规律,分析了角频率和参考功率至输出功率的小信号模型,推导控制环节传递函数,实现对系统调频性能优化。最后在Matlab/Simulink仿真平台上搭建风储联合系统仿真模型,对不同控制策略在不同工况下电网频率和储能出力的变化情况进行对比分析。结果表明,所提控制策略有效提升复杂工况下风储联合系统对电网频率的支撑能力。

新型电力系统下构网需求储能的双层优化选址方法研究

提出了一种新型电力系统下构网需求储能的双层优化选址方法,该方法考虑了储能在电力系统中对调峰调频的响应,建立了多目标双层优化模型。其中,运行层将弃风弃光量和网损计入经济惩罚中,以系统的年运行成本最优为目标,计及调峰、调频收益;规划层评估系统的安全性,并以系统的年综合运行成本最优为目标进行建模。利用改进的帝国竞争算法进行仿真分析,通过多场景比较说明调峰调频经济性和最优场景下的储能选址。最后,采用IEEE-33节点进行仿真,验证所提模型的有效性,并选取不确定性因素指标对总成本进行敏感性分析,确定影响经济成本更需关注的指标。