【精彩论文】考虑电解槽启停特性的制氢系统日前出力计划

观点凝练

摘要：氢气作为未来的主要能源形式之一，在社会生产中得到了广泛利用。利用新能源大规模制取氢气是实现新能源消纳和能源清洁化利用的重要技术手段，针对大规模具有间歇性新能源制氢系统的优化运行问题，提出了一种基于电解槽启停特性的日前出力优化模型。考虑实时电价变化、多电解槽运行状态和新能源的间歇性，满足功率平衡约束和电解槽生产约束等约束条件，建立了以系统运行成本最低的制氢系统日前出力优化模型。采用实际的风光出力数据和等效氢负荷特性数据，构建了4个不同场景制定日前出力计划，结果表明：提出的优化运行策略能够实现系统的安全稳定运行，避免峰段电价大量购电和碱性电解槽的反复启停，降低系统运行成本，验证了所提方法的正确性。
结论：利用新能源大规模电解制氢是消纳新能源和能源清洁化的重要途径之一，针对多碱性电解槽的运行优化问题，提出了一种基于碱性电解槽启停特性的新能源制氢系统的运行策略。

（1）分析了碱性电解槽多状态转化特性和工作约束，建立了多状态及转化关系的数学描述。考虑多电解槽的启停成本，建立了制氢系统的日前出力优化模型，实现多电解槽的协调运行，减少电解槽的启停次数。

（2）碱性电解槽电解功率波动较大会影响装置的寿命，本文尚未考虑该问题，下一步工作是在优化模型中考虑电解槽功率波动带来的寿命衰减，进而造成全生命周期运行成本增加等问题。

引文信息

袁铁江, 万志, 王进君, 等. 考虑电解槽启停特性的制氢系统日前出力计划[J]. 中国电力, 2022, 55(1): 101-109.YUAN Tiejiang, WAN Zhi, WANG Jinjun, et al. The day-ahead output plan of hydrogen production system considering the start-stop characteristics of electrolytic cell[J]. Electric Power, 2022, 55(1): 101-109.

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编辑：杨彪

校对：蒋东方

审核：方彤

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