可再生能源接入对氢储能系统的影响及控制策略

发布时间：2021-09-11 11:16

　　作为一种清洁、高效、可持续的无碳能源,氢储能受到了世界各国的广泛关注,被视为现今解决能源危机及可再生能源消纳的关键方法之一。该文针对波动性可再生能源接入的氢储能系统,分析了波动性电源对不同类型的电解制氢设备的影响,并结合不同类型的功率波动特点,从氢储能设备及制氢效果2方面对可再生能源接入氢储能系统产生的影响进行了详细的分析研究。结合理论分析,提出了一种能够降低这种影响的模块化自适应控制策略,并通过仿真建模验证了该策略的有效性。 

【文章来源】：电力建设. 2018,39(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

SPE水电解制氢的工作原理

?性功率输入情况下，其关键部件更容易受到损伤和影响。SPE的工作曲线如图2所示，一般情况下电解槽工作在欧姆极化区，当电解槽的输入功率低于额定功率时，电解槽的工作点偏移至活化极化区，电解槽产气量减小，效率降低。当输入功率高于额定功率时，电解槽工作点向浓差极化区偏移，可能存在2种情况:一种是功率波动较小，局部气体逐渐累积，电解槽内部氢氧两侧产生压力差，长期累积可能造成膜电极损伤;二是当功率波动较大时，电压的升高速率大于电流的升高速率，此时波动性功率输入将形成高电位，对催化剂造成腐蚀。图2SPE极化曲线Fig.2SPEpolarizationcurve2波动性可再生能源对制氢效果的影响波动性可再生能源功率在变化过程中，对应电解槽两端的电位和电流发生变化，使得电解槽电位在一定范围内发生波动，但变动范围较小，对电解槽影响较校下面通过电解槽的电压-电流特性曲线来说明。一个典型的20片电极、产氢量2Nm3/h的电解槽电压-电流特性曲线如图3所示。从图3中可以看出，当电流在120～290A较大范围变化时，电解槽的电压-电流特性曲线基本成线性，电压随着电流的增加而同向增加，说明在同一温度下，电解槽的等效内阻在正常工作范围内基本不变。随着电流变化，电图3电解槽典型的电压-电流特性曲线Fig.3TypicalV-Icharacteristiccurveofanelectrolyzer

獠?内部氢氧两侧产生压力差，长期累积可能造成膜电极损伤;二是当功率波动较大时，电压的升高速率大于电流的升高速率，此时波动性功率输入将形成高电位，对催化剂造成腐蚀。图2SPE极化曲线Fig.2SPEpolarizationcurve2波动性可再生能源对制氢效果的影响波动性可再生能源功率在变化过程中，对应电解槽两端的电位和电流发生变化，使得电解槽电位在一定范围内发生波动，但变动范围较小，对电解槽影响较校下面通过电解槽的电压-电流特性曲线来说明。一个典型的20片电极、产氢量2Nm3/h的电解槽电压-电流特性曲线如图3所示。从图3中可以看出，当电流在120～290A较大范围变化时，电解槽的电压-电流特性曲线基本成线性，电压随着电流的增加而同向增加，说明在同一温度下，电解槽的等效内阻在正常工作范围内基本不变。随着电流变化，电图3电解槽典型的电压-电流特性曲线Fig.3TypicalV-Icharacteristiccurveofanelectrolyzer

【参考文献】：
期刊论文
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[2]风氢耦合发电系统优化运行策略与效益分析[J]. 杨金刚,刘维妙,李顺昕,邓天虎,史智萍,胡泽春.  电力建设. 2017(01)
[3]氢储能系统关键技术及应用综述[J]. 霍现旭,王靖,蒋菱,徐青山.  储能科学与技术. 2016(02)
[4]电流波动对隔膜电槽的影响分析[J]. 王远君,江新成.  中国氯碱. 2010(06)
[5]水电解过程中的节能与降耗[J]. 王迪.  中国钼业. 1998(03)

硕士论文
[1]风电/制氢/燃料电池集成系统建模与并网控制研究[D]. 陈冲.东北电力大学 2017
[2]风电制氢—燃料电池耦合微网系统的分层控制技术及其工程实现[D]. 叶海钧.浙江大学 2016



本文编号：3392901