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氢能与燃料电池
★ 5.0
考虑电解槽运行特性的风电制氢电解槽阵列优化控制
Optimal Control of Electrolyzer Arrays for Wind Power to Hydrogen Considering Electrolyzer Operating Characteristics
| 作者 | 许子怡 · 孙立政 · 肖举栋 · 王丰 · 卓放 |
| 期刊 | 高电压技术 |
| 出版日期 | 2025年5月 |
| 卷/期 | 第 51 卷 第 5 期 |
| 技术分类 | 氢能与燃料电池 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 风电制氢系统 电解槽 运行特性 历史运行数据 优化控制 功率分配 状态切换 许子怡 孙立政 肖举栋 王丰 卓放 高电压技术 High Voltage Engineering |
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为提升大规模风电制氢系统中电解槽阵列的制氢效率、产氢量及运行寿命，提出一种考虑电解槽运行特性的优化控制方法。基于电解槽的效率、产氢量、启停及寿命衰减模型，量化系统优化目标与评估指标；结合历史运行数据，根据风电功率动态分配电解槽阵列的运行状态与功率，确定各状态下的电解槽编号并实施状态切换。多场景仿真结果表明，该方法显著提升了制氢效率、产氢量、设备寿命及经济收益，验证了其有效性与可行性。
随着能源低碳、清洁转型的推进,大规模风电制氢系统需要多台电解槽构成电解槽阵列,通过对电解槽阵列进行功率分配及状态切换以适应风电出力的波动性.为进一步提高电解槽阵列制氢效率、产氢量及整体运行寿命,提出了考虑电解槽运行特性的风电制氢系统电解槽阵列优化控制方法.基于电解槽运行特性建立其制氢效率、产氢量、启停模型以及寿命衰减模型,量化了系统优化目标及相关评估指标;提出了一种基于电解槽历史运行数据的电解槽阵列优化控制方法,考虑电解槽在各运行状态下的运行时长,根据风电功率分别确定在过载、变载、低载、备用、热启动、停机、冷启动状态下运行的电解槽编号,并对电解槽阵列进行功率分配及状态切换;通过多场景设置对不同方案的优化结果进行量化分析与对比,结果表明所提出的优化策略综合提高了电解槽阵列的制氢效率、产氢量、运行寿命及制氢收益,验证了所提方法的有效性及经济性.
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SunView 深度解读
该电解槽阵列优化控制技术对阳光电源新能源制氢业务具有重要应用价值。研究中的功率动态分配策略可直接应用于阳光电源风光制氢系统的PCS控制器，结合SG系列光伏逆变器的MPPT算法，实现波动性可再生能源与电解槽阵列的最优匹配。其寿命衰减模型与启停优化策略可借鉴至ST系列储能变流器的电池管理系统，通过历史数据分析优化功率单元的轮换策略，延长储能系统寿命。该方法的多目标优化思路（效率、产量、寿命、经济性）与阳光电源iSolarCloud平台的智能运维理念高度契合，可集成到云平台实现制氢站的预测性维护与智能调度，提升整体系统经济性。