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考虑动态调节特性的光伏直接耦合制氢系统容量优化配置
Capacity Optimization Configuration of Photovoltaic Direct-Coupled Hydrogen Production System Considering Dynamic Regulation Characteristics
| 作者 | 田雪沁 · 姚红雨 · 袁铁江 · 李晖 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年17月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 17 期 |
| 技术分类 | 氢能与燃料电池 |
| 技术标签 | 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 光伏制氢 双层容量优化配置 电解槽串并联 系统收益 制氢成本 |
版本:
针对现有光伏制氢直接耦合系统容量配置研究中电解槽阵列被视为静态结构,难以准确评估系统收益的问题,提出一种基于改进遗传算法与遍历搜索法的双层容量优化配置方法。通过建立包含光伏电池与质子交换膜电解槽的系统模型,分析电解槽串并联动态变化对系统性能的影响。内层以最大产氢量为目标优化典型日各时段的电解槽结构,外层以规划周期收益最大化确定容量配置。基于我国东北地区光照数据的算例表明,该方法可有效提升系统收益、降低制氢成本,为光伏制氢系统设计提供技术支撑。
针对光伏制氢(photovoltaic electrolysis,PVE)直接耦合系统容量配置研究将电解槽阵列视作静态结构,无法准确刻画系统预期收益的问题,该文提出一种基于改进遗传算法-遍历搜索法的 PVE 直接耦合系统双层容量优化配置方法.通过建立包含光伏电池、质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解槽的PVE直接耦合系统模型,分析电解槽串并联动态变化对于系统性能影响.基于双层容量优化配置模型,在内层考虑电解槽阵列串并联结构动态调节机制,以产氢量最大为目标,优化典型日各时刻的电解槽串并联结构,外层以规划周期收益最高为目标,得到容量配置结果.以我国东北三省光辐照度数据为基础进行算例分析,结果表明,所提方法能够提升系统收益、降低制氢成本,该文可为光伏制氢系统的建设提供一定技术支撑.
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SunView 深度解读
该光伏直接耦合制氢系统的动态优化配置技术对阳光电源SG系列光伏逆变器与新能源制氢业务具有重要应用价值。研究中的电解槽阵列动态串并联调节策略可直接应用于光伏-制氢直流耦合系统,通过实时优化电解槽拓扑结构匹配光伏输出特性,提升MPPT效率和产氢量。双层优化算法可集成至iSolarCloud平台,实现光伏-制氢系统容量配置智能决策和运行优化。该技术为阳光电源开发光伏制氢一体化解决方案提供理论支撑,特别是在直流母线架构下省去DC/DC变换环节,降低系统成本,提升整体能效,契合公司在氢能领域的战略布局。