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SOEC多模绿电制氢集成系统协调控制方法研究
1
作者 赫亚庆 王维庆 +3 位作者 张新燕 李佳蓉 赵晨欢 王海云 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期363-372,共10页
针对高温固体氧化物电解槽(SOEC)制氢能量转换效率、反应速率显著等特点,首先搭建多模绿氢集成运行模型,分析模型启停及制氢特性,并对其进行经济约束、运行约束。其次考虑风光的随机、间歇性因素及模块非线性特性,提出一种各模块独立受... 针对高温固体氧化物电解槽(SOEC)制氢能量转换效率、反应速率显著等特点,首先搭建多模绿氢集成运行模型,分析模型启停及制氢特性,并对其进行经济约束、运行约束。其次考虑风光的随机、间歇性因素及模块非线性特性,提出一种各模块独立受控和满足负荷要求的鲁棒可调协同优化方法。建立风光不确定集,将模块分段线性化,并引入鲁棒可调协同优化方法,以此来提高系统的产氢效率、运行灵活度和总经济效益。最后,在满足负荷分配工作的基础上对5个集成模块进行灵活启停运行算例分析,并将25个集成模块接入配电网参与到电网调度中。结果表明,在变负荷运行情况下,合理的组合模型不仅能优化系统启停运行的灵活性与稳定性,而且能提高新能源的消纳与并网友好性,具有明显的经济效益和战略意义。 展开更多
关键词 固体氧化物电解槽 制氢 优化方法 集成模块 消纳 经济效益
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基于新能源消纳的高温电解制氢系统建模与控制方法研究 被引量：1
2
作者 赫亚庆 张新燕 +3 位作者 王维庆 李佳蓉 赵晨欢 王海云 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期484-491,共8页
基于新能源随机波动以及低温电解制氢系统转化效率较低且无法切换到发电状态,提出一种高温电解制氢变负载情形下的高效最大产氢点多模型优化控制方法。首先构建计及辅助设备在内的高温固体氧化物电解系统整体协同运行的多能耦合优化模型... 基于新能源随机波动以及低温电解制氢系统转化效率较低且无法切换到发电状态,提出一种高温电解制氢变负载情形下的高效最大产氢点多模型优化控制方法。首先构建计及辅助设备在内的高温固体氧化物电解系统整体协同运行的多能耦合优化模型,分析其影响系统电解的工作温度、电流强度、物料流速等诸多因素并导出高能安全产氢率;其次,在PID控制的基础上,给出一种既能实现变负荷同步准确跟踪产氢轨迹和优化电网调控需求,又能最大优化产氢效率的自适应时变线性变参数模型预测控制方法;最后,通过算例仿真验证所提方法较PID控制电解系统升温速率快,过渡时间短,电解电流、水蒸气流速、H2流速、电炉功率都能平稳过渡至稳态点,具有一定的理论和实用价值。 展开更多
关键词 高温 制氢 固体氧化物 新能源消纳 多能耦合 模型预测控制
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基于固体氧化物电解池的风电综合储能系统 被引量：6
3
作者 赵晨欢 李一枫 +1 位作者 张文强 于波 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2020年第12期32-36,共5页
为解决“弃风”和风电的跨季节调用问题,需要建设与风电配套的储能系统。其中氢储能系统由于能量密度高、储存周期长等优势,适合与风电系统耦合,进行大规模、长周期的能量转移。传统观点认为,由于不适应风电的波动性,固体氧化物电解池(S... 为解决“弃风”和风电的跨季节调用问题,需要建设与风电配套的储能系统。其中氢储能系统由于能量密度高、储存周期长等优势,适合与风电系统耦合,进行大规模、长周期的能量转移。传统观点认为,由于不适应风电的波动性,固体氧化物电解池(SOEC)不适合与风电系统耦合。但最新研究表明,SOEC在快速波动的电力输入下仍可以保持运行稳定。同时.SOEC还具有可以进行共电解和可逆运行的独特优势。基于此,这里提出了一种与风电耦合的电-氢-产-热联供的综合储能系统,根据需求可以实现多种能量输出形式,既可以实现“弃风”的有效利用,也可以作为能源清洁高效利用的微网体系。 展开更多
关键词 风电 氢储能系统 固体氧化物电解池
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固体氧化物电解池 被引量：22
4
作者 赵晨欢 张文强 +2 位作者 于波 王建晨 陈靖 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1265-1288,共24页
固体氧化物电解池(SOEC)是一种先进的电化学能量转化装置,可利用清洁一次能源产生的电能和热能,以H_2O和/或CO_2为原料,高效电解制备氢气或碳氢燃料,有望实现大规模能量高效转化和存储。该技术具有高效、简单、灵活、环境友好等特点,是... 固体氧化物电解池(SOEC)是一种先进的电化学能量转化装置,可利用清洁一次能源产生的电能和热能,以H_2O和/或CO_2为原料,高效电解制备氢气或碳氢燃料,有望实现大规模能量高效转化和存储。该技术具有高效、简单、灵活、环境友好等特点,是目前国际能源领域的研究热点。本文就固体氧化电解池技术原理、关键材料、电堆技术、衰减控制和经济竞争力等方面进行分析和介绍,并对其应用前景进行展望。 展开更多
关键词 固体氧化物电解池 储能 能量转化 衰减机理
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中国制氢技术的发展现状 被引量：57
5
作者 曹军文 张文强 +3 位作者 李一枫 赵晨欢 郑云 于波 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2215-2244,共30页
氢能是一种高效清洁的二次能源,在实现"碳中和"目标中起重要作用。随着制氢规模不断扩大、制氢成本不断降低,氢能将有望与电能共同成为二次能源主体,通过氢电互补推动我国能源结构转型、降低碳排放、保障我国能源安全。目前,... 氢能是一种高效清洁的二次能源,在实现"碳中和"目标中起重要作用。随着制氢规模不断扩大、制氢成本不断降低,氢能将有望与电能共同成为二次能源主体,通过氢电互补推动我国能源结构转型、降低碳排放、保障我国能源安全。目前,我国已成为世界第一大产氢国,主要有三类工业制氢路线:化石燃料重整制氢、工业副产氢和清洁能源电解水制氢。依托清洁能源发展起来的其他制氢新技术,如太阳能光解水制氢、生物质制氢、核能制氢等也受到广泛研究和关注。此外,制氢系统组成复杂,建模和优化难度高,人工智能在制氢系统的预测、评估和优化方面表现出独特的优势,受到国际学者的关注。本文结合最新研究进展,对上述制氢路线的发展情况进行了综述,并通过技术成熟度、经济性和环保性比较,结合国情对我国未来氢气供应结构做出展望。同时,本文综述了人工智能在制氢系统中的最新应用进展,以期为我国制氢工艺发展提供新思路。 展开更多
关键词 制氢 化石能源重整 工业副产氢 电解水 其他制氢新技术 人工智能
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