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电解水制氢技术发展现状及其在新型电力系统中的应用进展
Development Status of Water Electrolysis Hydrogen Production Technology and Its Application Progress in New Power Systems
周峻冀承泽李儒欢宋旭晖吴锴成永红 · 高电压技术 · 2025年5月 · Vol.51
新型电力系统中高比例可再生能源接入易导致弃电及电网不稳定。电氢协同技术以电解水制氢为核心，可实现过剩能源消纳并提升利用效率，同时具备参与电网调峰、调压与调频的能力。本文对比分析了各类电解水技术的原理、性能及产业化进展，结合制氢储氢行业现状，总结电氢协同构建新型电力系统的机遇与挑战，并探讨其在高比例可再生能源电网中的应用可行性，展望未来技术发展潜力。
解读: 电解水制氢技术为阳光电源储能业务拓展提供重要方向。PowerTitan储能系统可与电解槽深度耦合，通过ST系列储能变流器的快速功率调节能力，实现电解槽在电网调峰调频场景下的高效运行。该技术可应用于光储氢一体化解决方案：SG系列光伏逆变器配合电解制氢系统消纳弃光电量，储能系统平抑功率波动保障电解槽稳定...
海上超导风电制氢一体化研究进展与发展趋势
Integrated Research Progress and Development Trends of Offshore Superconducting Wind Power to Hydrogen
申刘飞 · 翟雨佳 · 吴星徵 · 黄晟 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
随着海上风电向规模化、深远海化发展，并网难与运维难问题日益突出。湖南大学风力发电团队提出离网型超导风电制氢一体化技术，融合高温超导风机与水电解制氢，构建风-电-磁-热-氢多场耦合系统，实现风能就地制氢与液氢冷却循环。该技术降低平台体积质量，提升能量转换效率，支撑可再生能源高效消纳。本文综述国内外超导风机与海上风电制氢研究进展，分析系统关键结构与可行性，提出能源岛规划与多能互补配置，为深远海风电制氢产业化提供共性技术支撑，助力“双碳”目标实现。
解读: 该海上超导风电制氢技术对阳光电源风-氢-储一体化系统具有重要参考价值。多场耦合建模思路可应用于ST储能系统的热管理优化，提升功率密度与转换效率；离网型能量管理策略可借鉴至海上风电场ESS集成方案，解决远海并网难题；水电解制氢的功率调节技术与阳光电源构网型GFM控制协同，可实现风电波动平抑与氢储能联合...
多储能、多能源与多政策优化下的绿氢与灰氢混合生产：中国区域研究
Multi-storage, multi-energy, and multi-policy optimization for hybrid green and grey hydrogen production: A regional study in China
Zishan Yin · Xiyun Tang · Xi Li · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334
摘要 绿氢是实现全球脱碳的关键。本研究基于多储能（氢储能与电池储能）和多可再生能源的模型，对中国区域内的绿氢与灰氢混合生产进行优化，旨在最小化氢气的平准化成本与碳排放因子，并结合碳减排政策进行分析。结果表明，绿色证书交易政策能够带来更低的成本，而碳排放权总量控制与交易机制可使中国各地区实现灰氢替代的时间提前20年，至2060年完成。可再生能源资源丰富的地区可实现每千克氢气成本降低5美元，并使替代进程加快6年。氢储能是最具成本效益的解决方案；在可再生能源资源较少的地区，混合储能更具优势；而仅采用电...
解读: 该研究对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究表明氢储能成本最优,混合储能适用于低可再生能源地区,这与阳光电源PowerTitan储能系统及ST系列PCS的应用场景高度契合。可探索'光伏逆变器+电池储能+氢储能'多能互补方案,通过iSolarCloud平台实现多储能协调优化控制,降低绿氢制取的...
用于应对可再生能源季节性长期波动的氢储能混合三层次优化配置
Hybrid tri-level optimal sizing of hydrogen storage for addressing long-term seasonal fluctuation of RES
Qianwen Hu · Gengfeng Li · Bingkai Huang · Qiming Yang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
受气候条件影响的可变性可再生能源（RES）导致季节性电力供需失衡。氢储能（HES）的合理配置可缓解由负荷变化、气候变异及季节性气象条件引起的长期电力不匹配问题。针对传统单一不确定性集合难以刻画不同季节RES在长期气候影响下的不确定性特征，本文提出一种融合年际长期与季节性波动的混合三层次规划框架，结合分布鲁棒优化（DRO）与自适应鲁棒优化（ARO）。通过范数约束构建典型气候下RES概率分布模糊集，并采用数据驱动DRO处理长期不确定性；基于RES季节性气象特征建立多不确定性集合，利用ARO重构最坏场...
解读: 该氢储能混合三层次优化配置技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ESS集成方案具有重要应用价值。针对可再生能源季节性波动问题，所提出的DRO与ARO融合框架可直接应用于ST系列储能变流器的容量配置优化，特别是在光储氢多能互补场景中，能够精准应对长期气候不确定性与季节性负荷波动。该方法可增强...
一种多阶段DRO-SDDP方法用于高渗透率可再生能源电力系统中多类型储能与柔性资源规划
A Multi Stage DRO-SDDP Approach for Planning Multi-Type Energy Storage Systems and Flexible Resources in High-Penetration Renewable Power Systems
Jianzhou Feng · Zechun Hu · Xiaoyu Duan · Shaorong Cai 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
随着可再生能源（RE）广泛接入电力系统，其固有的波动性给电力和能量的时空平衡带来了巨大挑战。负荷侧柔性资源（FRs）与电池储能系统（ESSs）能够为日内发电与负荷需求的平衡做出重要贡献。另一方面，抽水蓄能、氢储能、压缩空气储能等具有较长放电时长的储能系统能够平衡日间甚至月间的电力供需。为在规划阶段考虑多种柔性资源和储能系统的互补特性，本文首先构建了联合规划模型。考虑到在周期性决策过程后，不确定信息会逐步显现，该规划模型被表述为一个多阶段随机规划问题（MSSP），即决策仅依据当前阶段可获取的信息依...
解读: 该多阶段DRO-SDDP规划方法对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的容量配置优化具有重要应用价值。通过分布鲁棒优化处理可再生能源不确定性，可指导阳光电源在大型储能项目中实现多类型储能（电化学+飞轮）的协同配置，优化功率型与能量型储能比例。该方法的多阶段决策框架可集成至iSol...
联合多阶段规划可再生能源、氢储能与氨储能以深度脱碳高比例可再生能源电力系统
Joint Multi-Stage Planning of Renewable Generation, HESS, and AESS for Deeply Decarbonizing Power Systems With High-Penetration Renewables
Zhipeng Yu · Jin Lin · Feng Liu · Jiarong Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
针对高比例可再生能源电力系统深度脱碳中面临的跨日间歇性与源荷季节性失衡问题，传统调节能力受限。本文提出引入氢储能系统（HESS）与氨储能系统（AESS）逐步替代火电，构建含碳排放约束的多阶段容量扩展规划模型，采用年际 hourly 数据刻画可再生能源波动特性。结合Dantzig-Wolfe分解的改进列生成法高效求解大规模模型。基于中国实际系统研究表明：所提方法在不同可再生能源渗透率下均能保障高供电可靠性，避免典型场景法在高渗透（≥30%）下的可靠性下降问题；HESS与AESS显著降低脱碳成本，在...
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的长周期储能规划具有重要价值。文章提出的HESS（氢储能）与AESS（氨储能）协同规划方法，为阳光电源拓展季节性储能解决方案提供理论支撑。研究验证的年际hourly数据建模方法可直接应用于iSolarCloud平台的容量配置优化模块，提...
集成氢储能与卡诺电池的储能系统方案与分析
Proposal and analysis of an energy storage system integrated hydrogen energy storage and Carnot battery
Ju Guan · Wei Han · Qibin Liu · Fan Jiao 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 随着可再生能源装机容量持续增长，其发电出力的波动性和间歇性与用户负荷的波动性之间存在供需不匹配的问题。因此，迫切需要发展大规模、高效率、快速响应、长时储能的储能系统。本研究提出一种新型集成储能系统，该系统结合了氢储能与卡诺电池。其中，卡诺电池作为基础负荷，实现稳定、大规模的能量存储；氢储能（质子交换膜电解槽PEMEC与固体氧化物燃料电池SOFC）则作为调节负荷，灵活消纳多余的可再生电力，并快速响应用户需求。该集成系统还有效利用SOFC产生的高温余热，提升卡诺电池的往返效率（RTE），从而提...
解读: 该氢储能与卡诺电池集成系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。系统通过氢储能(PEMEC/SOFC)作为调节负载、卡诺电池作为基础负载的分层架构,实现57.48%综合往返效率,可为阳光电源多时间尺度储能方案提供技术参考。SOFC高温余热利用提升卡诺电池效率11.32%...
考虑电–氢–热混合储能系统的南极微电网多时间尺度优化经济调度
Optimal multi-timescale economic dispatch for Antarctic microgrids considering a hybrid electric–hydrogen–thermal energy storage system
Jingxuan Zhang · Xinyue Chang · Yixun Xue · Jia Suab 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345
摘要 南极科考站严重依赖柴油发电机，运行成本高昂且环境可持续性差。为解决这一问题，本文研究了一种经济调度策略，通过引入电–氢–热混合储能系统，提升能源供应可靠性并降低对柴油的依赖。首先，构建了一种温度依赖型储能模型，以适应南极极端低温环境条件。基于该模型，设计了多时间尺度混合储能系统：短期采用锂电池应对小时级功率波动，中期采用钒氧化还原液流电池平抑日级波动，长期利用氢储能缓解季节性能量不平衡；同时设计了混合热储能系统，包含短期热储能用于缓冲快速变化的热负荷，以及长期热储能以维持稳定的供热输出。在...
解读: 该多时间尺度混合储能调度技术对阳光电源极端环境微网解决方案具有重要价值。文中温度自适应储能模型可指导ST系列PCS在极寒环境的热管理优化;短中长期储能协同策略(电池-液流电池-氢储能)与PowerTitan系统架构高度契合,可提升多时间尺度能量平衡能力;零敏感聚类算法对极夜场景的处理,可增强iSol...
基于冷能储存朗肯卡诺电池的混合氢储能系统用于产电与供热：性能评估与多目标人工蜂鸟优化算法
Hybrid hydrogen energy storage system assisted by cold storage Rankine Carnot battery for power and heat production: Performance assessment and multi-objective artificial hummingbird optimization algorithm
Fateme Norooziyan · Arshiya Noorpoor · Fateme Ahmadi Boyaghchi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339
储能是解决可再生能源电力并网波动性的有效方案。由于氢气作为储能介质具有高能量密度，氢储能（HES）系统被认为是一种极具前景的储能技术。本文提出一种新型HES系统，该系统包含质子交换膜电解槽（PEME）、固体氧化物燃料电池（SOFC）以及废热回收型超临界CO₂再压缩循环（SRC），可在不排放CO₂的前提下同时产生电能和热负荷。为提高HES系统的往返效率，引入基于蒸气压缩制冷循环（VCR）和跨临界CO₂再生朗肯循环（TRC）的冷能储存朗肯卡诺电池（CSRCB），将低温环境与SRC及SOFC的废热进行...
解读: 该氢储能混合系统研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。文章提出的冷储能朗肯卡诺电池技术可提升往返效率74.36%,为我司储能系统能效优化提供新思路。建议将多目标人工蜂鸟优化算法应用于ST系列PCS的能量管理策略,结合iSolarCloud平台实现氢储能与电化学储...