基于自適應功率閾值的電網輔助光伏制氫控制策略及容量優化配置

李 廣，樊艷芳

（新疆大學 電氣工程學院，新疆 烏魯木齊 830047）

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在能源轉型和低碳發展的大背景下，利用光伏規模化制氫能仍面臨很大的挑戰[1]。光伏隨機波動性出力造成制氫設備不能工作在高效運行區間。對制氫設備容量進行合理配置，實現光伏出力與制氫電能的有效匹配，提高制氫經濟性，逐步成為研究重點。

目前，國內光伏制氫的研究主要集中于可行性分析與建模，通過仿真研究影響制氫效率的因素、優化制氫系統的能量轉化效率及對系統進行經濟性評估。文獻[2]建立質子交換膜電解水的光伏制氫仿真模型，對系統變功率制氫模式下的制氫效率進行了分析。文獻[3]對制氫系統運行提出了新型的控制策略，使制氫系統的工作模式更靈活地響應可再生能源的波動。文獻[4]通過優化光伏陣列串并聯結構和質子交換膜電解槽數，提高了光伏耦合制氫系統能量轉化效率和制氫效率。文獻[5]通過光伏制氫來穩定光伏電源有功出力的波動，分析系統的能量供需特性，提出系統能量管理策略，建立含氫儲能的系統日前經濟調度模型，并應用粒子群算法求解。文獻[6]在利用高溫固體氧化物電解池（Solid Oxide Electrolysis Cell，SOEC）制氫的基礎上，建立蝶式太陽能與SOEC聯合制氫系統模型，研究了溫度與輸入功率對SOEC性能的影響。國外在光伏制氫方面側重于對風光耦合制氫系統控制策略的研究，利用可再生能源滿足制氫要求以及制得氫氣的利用途徑等方面。文獻[7]利用電網輔助風電制氫，提出具體控制器的控制方案對網側電力電子變換器進行控制來實現最佳風能捕獲、最大產氫速率和最大清潔產氫3種模式制氫。……