考虑氧中氢含量的PEM电解槽非线性频率动态响应控制

针对质子交换膜电解槽在电力系统频率控制中负荷安全快速响应的难题，提出一种考虑氧中氢含量的非线性频率动态响应控制策略。基于质量、能量守恒及电化学方程建立电解槽一维动态机理模型，解析获得阳极氧中氢含量的数学表达；结合全息目标反馈非线性控制理论，设计兼顾安全与响应性能的频率控制策略。在25%风电渗透率的四机两区系统中进行阶跃负荷与风电波动仿真，结果表明所提方法在频率调节速度与稳定性方面优于传统下垂、加速下垂及频率变化率控制。

该文针对质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解槽负荷安全快速响应电力系统频率控制难题,提出考虑氧中氢含量的PEM电解槽非线性频率动态响应控制策略.首先,基于质量守恒方程、能量守恒方程、阴阳极压强方程以及小室U-I方程建立PEM电解槽一维机理动态模型,得到电解槽阳极氧中氢含量的数学解析模型;其次,基于全息目标反馈非线性频率响应控制(nonlinear control with objective holographic feedbacks,NCOHF)理论,提出考虑氧中氢含量的PEM电解槽频率响应策略;最后,利用25％风电渗透率的4机2区仿真系统在负荷阶跃及风电功率波动工况进行频率响应分析,验证该文方法相较于传统下垂、加速下垂和频率变化率控制在频率动态响应方面的优越性.