质子交换膜电解槽控制策略研究

作     者：李建林 梁忠豪 李光辉 陈来军 Li Jianlin;Liang Zhonghao;Li Guanghui;Chen Laijun

作者机构：北京未来电化学储能系统集成技术创新中心(北方工业大学)北京100144 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学)北京100084 青海省清洁能源高效利用重点实验室(青海大学新能源光伏产业研究中心)西宁810016 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2023年第38卷第17期

页      面：4787-4799页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：北方工业大学科研启动基金项目(110051360022XN107-03) 2022年度新能源与储能运行控制国家重点实验室开放基金项目(DG80-22-001)资助 

主　　题：制氢 质子交换膜电解槽 PID控制 鲁棒控制 模型预测控制 容错控制 

摘      要：目前氢能已成为支撑新型电力系统发展的洁净能源载体,光伏电解水制氢技术是制氢的最佳方式之一。针对光伏电解水制氢系统中的关键设备质子交换膜电解槽(PEMEL),结合其非线性、时变性、强耦合、多输入多输出的设备特性和运行特性,以PEMEL动态模型为研究对象,对其控制策略进行研究,包括比例积分微分(PID)控制、鲁棒控制、模型预测控制(MPC)、容错控制(FTC)策略,分析这四种控制策略的结构和优缺点,并从平稳性、精度、计算复杂度和响应速度四个维度对每类控制策略进行单独评价,为PEMEL控制技术研究及氢能领域的发展提供新的借鉴思路。