考虑制氢效率优化的氢-储-风直流微网功率协调控制

作     者：尹德强 姚良忠 程帆 徐箭 吴鸣 翟冬阳 YIN Deqiang;YAO Liangzhong;CHENG Fan;XU Jian;WU Ming;ZHAI Dongyang

作者机构：交直流智能配电网湖北省工程中心(武汉大学)湖北省武汉市430072 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 中国电力科学研究院有限公司北京市100192 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2024年第48卷第13期

页      面：19-29页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金委员会-国家电网公司智能电网联合基金资助项目(U2166206) 

主　　题：风电 制氢 直流微网 优化运行区间 效率优化 功率协调控制 

摘      要：利用风电等新能源制氢是提高新能源消纳能力的一种有效技术手段。为适应风电及负荷功率的波动性并确保制氢电解槽高效运行,提出一种考虑制氢效率优化运行需求的氢-储-风直流微网功率协调控制方法。根据制氢电解槽优化运行区间和直流母线电压波动范围,将直流微网划分为正常运行模式(即制氢电解槽优化运行)和极端运行模式(即制氢电解槽非优化运行)。在正常运行模式下,通过电解槽的自适应下垂控制和电池储能含虚拟电容的变系数下垂控制,将电解槽运行点维持在优化运行区间内,保证电解槽高效安全运行;在极端运行模式下,通过氢/储控制策略灵活切换以确保直流微网电压安全。所提协调控制方法不但可快速抑制风电及负荷功率波动所引发的直流母线电压波动,而且可维持制氢效率处于较高水平。最后,通过PSCAD/EMTDC的仿真算例分析验证了所提方法的有效性和优越性。