风光耦合电解水制氢方案研究

在碳达峰、碳中和目标下,需找到一种可广泛应用的零碳排放终端能源。氢能不仅是无碳能源,而且是最环保的能源,采用电解水制氢技术,尤其是通过风电、光伏发电技术制氢,可以实现零碳排放。对可再生能源电解水制氢现状进行了介绍,并针对多种风光耦合电解水制氢方案进行了研究,展望了可再生能源电解水制氢的发展前景。研究结果显示:采用大规模以风电、光伏发电为主的耦合电解水制氢可以有效减少油气进口、化石能源应用,极大保障中国的能源安全。以期研究结果为合理搭建氢能生产系统提供借鉴。

基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法研究

传统的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法主要依赖前馈控制环路,虽然逆变器电流局部控制效果更佳,但很难满足前馈控制的需求。为此,设计了一种基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法。该方法通过提取逆变器负载扰动电流的前馈特征,引入扰动电流作为前馈信号,将前馈点作为输出电压,得到了逆变器负载电流的动态变化规律。同时,基于扰动观测器控制电压源型逆变器的电流偏差量,将负载电流作为外部扰动信号来抑制非线性负载的干扰,以满足对负载电流的前馈控制需求。通过仿真实验验证了该方法具有较好的前馈控制效果。

制氢整流电源背靠背对拖实验方案的研究

针对传统的能量消耗型制氢电源测试平台存在效率低下和成本高昂的问题,提出一种新型的制氢整流电源背靠背对拖实验方案。该方案通过两组制氢电源背靠背的方式进行带载运行,制定详细的电源侧和负载侧控制策略,旨在提升动态响应性能,并解决负载侧电源功率等级、工作电压和电流范围不匹配的问题。通过对单机和四单元并联整机的对拖实验验证,证实所提出实验方案的有效性和可行性,为制氢整流电源的优化设计和性能评估提供新的思路与技术支持。该研究对于提高制氢系统的整体性能和降低运行成本具有重要意义。

可再生能源制氢系统制氢电源研究

利用风电、光伏发电等可再生能源电力的制氢系统是未来制备氢能的发展方向,而制氢电源是制氢系统的核心部件。传统的基于晶闸管整流电路的制氢电源(下文简称为“晶闸管制氢电源”)存在功率因数低、谐波大,延迟长等缺点。针对这一问题,本文采用PWM整流器作为制氢电源(下文简称为“PWM制氢电源”),把逆变电路中的SPWM调制和数字控制技术应用于整流电路,使其功率因数接近1。同时,由于PWM制氢电源采用全控型器件,响应速度较快,能够提供无功补偿,所以具有一定的低电压穿越能力。此外,由于晶闸管制氢电源使用半控型器件,导致该制氢电源的工作效率比采用全控型器件的PWM制氢电源低,而且实际投入使用时还需配备无功补偿设备以提高功率因数,增加了系统损耗,所以其效率比PWM制氢电源低。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了PWM制氢电源相较于传统晶闸管制氢电源的优点。