基于碱性电解槽和质子交换膜电解槽协同制氢的风光互补制氢系统优化

工程应用中碱性电解槽(AEL)和质子交换膜电解槽(PEMEL)在制氢效率和经济性上各有优劣。对此,提出AEL和PEMEL协同的复合电解槽制氢方案。利用网络层次分析法确定2类电解槽的最优容量比,将复合电解槽应用在风光互补制氢系统中,对单一AEL制氢、单一PEMEL制氢、复合电解槽制氢3种方案的多项指标进行对比分析。结果表明：在相同容量下,复合电解槽制氢设备成本是单一PEMEL制氢设备成本的52.26 %,制氢量可达单一PEMEL制氢量的97.69 %,比单一AEL制氢量多46.13 %,显著优化了系统的经济性和制氢效率,验证了所提复合电解槽协同制氢方案的有效性。     

太阳能制氢直接耦合连接技术能量传递研究

氢能是21世纪最具潜力的清洁能源。现今大量的能量消耗和较低的产氢效率成为限制氢能大规模生产的关键问题。研究了太阳能制氢系统中,对光伏阵列与质子交换膜(PEM)电解槽进行合理的串并联结构配置,使它们通过直接耦合连接而达到最大能量传递效率的可行性。通过理论计算各种不同配置方式的能量传递效率,得出最佳配置方式为由3块并联的光伏电池组成的光伏阵列与由12个PEM电解池组成的PEM电解槽直接连接,并得出其一天的能量平均传递效率高达99.02%。理论上验证了直接耦合连接技术在太阳能制氢系统中的优越性。     

考虑电解槽动态制氢效率的氢网运行优化EI北大核心CSCD

随着对减碳需求的持续关注,氢经济迅速发展。氢气管网运输能够解决氢气规模化利用的难题,氢网运行的理论研究将为其应用奠定坚实基础。为此,该文对氢网及相关设备运行展开研究。首先,为弥补现有电解制氢效率理论研究的不足,对电解槽动态制氢效率进行精细化建模,该模型同时考虑制氢功率和老化对制氢效率的影响。在此基础上,以满足氢网负荷需求、氢网络及相关设备运行约束为前提,以实现氢网一天的购电成本最小为优化目标,构建考虑电解槽制氢效率特性的氢网运行优化模型,并进一步将其转化成线性化模型以便于求解。最后,基于某工业园区20节点氢气网络,详细分析氢网潮流分布、电解槽运行策略以及储氢罐容量对氢网运行成本的影响。结果表明:考虑电解槽动态制氢效率的氢网运行策略会降低氢网实际运行成本,合理配置储氢罐容量有利于氢网效益的最大化。     

含光伏阵列及燃料电池的微网建模与仿真

为了能够对微网的运行特性进行深入的理论分析研究,有必要建立微网的仿真模型.在MATLAB仿真环境下,建立了光伏阵列、质子交换膜燃料电池2种常见微电源的仿真模型,同时结合无差拍(deadbeat)控制的单相并网逆变器,构建了简单的微网模型.算例仿真验证了该模型的有效性和正确性.     

光伏出力随机性分量的提取和统计特性分析

准确刻画光伏出力的随机特性对分析光伏电站并网的影响具有重要的作用。然而受日地运动和大尺度天气过程影响,光伏出力整体上却表现出日周期性和年周期性而并非一个单纯的随机序列,因此从光伏出力序列中区分规律性与随机性特征并正确提取出其随机性分量显得尤为重要。根据不同物理因素的影响,基于太阳辐射模型和最小二乘原理,提出了一种光伏出力随机性分量的提取方法。基于该提取方法,利用甘肃及德国的光伏实测数据对所提随机性分量进行了详细的统计特性分析。     

氢耦合区域综合能源系统集群双层博弈随机优化调度策略

为促进区域综合能源系统(regional integrated energy system, RIES)集群的高比例新能源就地消纳,实施新能源的RIES内部消纳、RIES间互补消纳及氢能转换调节消纳策略,解决RIES多购售主体电能交易模式、氢能耦合高效应用和源荷不确定性调度风险等关键问题,提出了RIES集群的三阶段调度随机优化模型。第一阶段,基于电储能调节的RIES新能源电力波动平抑模型,提升电能质量。第二阶段,基于演化博弈的RIES间新能源互补交易调度模型,优化制定购电选择主体策略。第三阶段,采用电制氢及混氢技术,消纳互补交易后的过剩新能源,实现电能时移和电-气、电-热转移的氢能调节;考虑源荷不确定性的随机优化模型,获得兼顾经济性和鲁棒性的调度策略。通过仿真算例验证了方法的有效性。     

基于动态数据挖掘的汽轮机调节门流量特性在线计算

为实现汽轮机调节门流量特性实时分析和在线监测,建立动态数据挖掘模型用于调节门流量特性计算,以某厂350 MW超临界汽轮机组为例检验该方法。研究结果表明：所建立的动态数据挖掘模型能够从实时运行数据中提取和更新计算样本,利用移动最小二乘法建立的数学模型很好地反映了输入参数与输出参数之间的映射关系,与汽轮机性能试验结果相比偏差在1.5%以内,是一种行之有效的在线计算方法。