用于抑制PV功率波动的基于制氢-STECO蓄电池的混合储能系统协同控制算法
我国的电站一般装备额外容量为10%的锂离子(Li)电池储能体系,这些体系往往无法有用按捺PV电站输出功率的动摇并满意并网规范。
混合储能体系(HESS) 与氢气出产及锂电池体系相结合,可以在……的峰值期间经过电解水发生氢气。
PV功率发电,有用进步PV运用功率,一起平滑PV功率动摇并改进并网电能质量。首要,固体模型...
氧化物 电解池建立了用于制氢的(SOEC)和碱性电解槽(AEC)体系以及Li电池储能体系,并剖析了各体系的暂态呼应特性。其次,根据小波包分化(WPD)办法提出了一种用于PV功率信号分化的自适应小波包分化(AWPD)办法。第三,根据APWD办法提出了HESS的容量装备办法。第四,结合不同储能体系的暂态呼应特性和Li电池体系的荷电状况,提出了HESS的和谐操控战略。最终,经过根据PV电站实际功率数据的仿真试验验证了所提办法的有用性。结果表明,所开发的办法可以有用运用部分PV发电量来制氢,进步PV运用率,且PV电站与HESS的组合输出功率可以满意并网规范。
引言
随着动力枯竭和环境恶化的加剧,构建以新动力发电为主的新型电力体系已成为必然趋势。风能和太阳能等清洁动力的可持续开展可以有用降低化石动力的消费份额[1]。太阳能具有绿色环保、散布广泛以及资源储量丰厚等优势,在未来的动力结构中发挥着重要作用。因为光伏(PV)电站的地理位置和环境因素影响,PV发电具有间歇性、随机性和动摇性等特色,严重威胁着电网的稳定性[[2], [3], [4]]。一般选用储能体系来改进新动力发电的并网状况,并进步并网电力的质量。
目前,我国的PV电站一般装备额外容量为10%的锂离子(Li)电池储能体系。因为PV发电具有随机性和动摇性,往往难以有用按捺PV动摇并满意并网规范。氢气作为一种可靠的能量载体,因其高能量密度和清洁性,在动力供应工厂中发挥着重要作用。常见的电解水制氢技术包括固体氧化物电解池(SOEC)、碱性电解池(AEC)和质子交流膜电解池(PEMEC)[5]。AEC是最早的电解水制氢技术之一,开展最为成熟,出资和运转本钱低,制氢速率稳定(2000 m³/h),运用寿命长(200000 h),合适大规模制氢。但是,其电堆功率相对较低,规模在66%至75%之间,而且存在碱液损耗以及每立方米制氢耗电量高(4.7 kWh/m³ - 5.3 kWh/m³)等问题。PEMEC发动时间更快,电流密度更高,电堆功率也更高(70%–77%),但需求运用贵重的催化剂运转,导致出资本钱较高[6]。Shen等人[7]提出建立一个试验渠道,以对静态和动态V–I特性进行试验研讨,并剖析电力po的可调节性。
与其他电解水制氢体系比较,SOEC是一种高温电解水技术,一般在700–1000 °C的高温环境下运转。其电化学功能明显进步,电堆功率规模为90%至100%,具有最高的功率和最低的单位立方米制氢功耗(3.4–4.2 kWh/m³)。一起,SOEC具有最高的电流密度(1–2 A/cm²)和最大的可调负荷规模(−100%–100%),使其适用于动摇性大且对新动力适应性强的频率电力信号组分[6]。Daneshpur等人[12]研讨了一种由太阳能热光伏装置和高温SOEC组成的新型集成体系。剖析了该体系在不同运转条件(如SOEC的电流密度、温度和蒸汽摩尔分数)下的功能,计算得出组合体系的总功率达到34%。Petipas等人[13]研讨了高温SOEC体系与PV电站耦合的情形,建立了电堆和BOP体系,并规划了操控战略以保证热梯度和体系功率。结果表明,该体系的功率高达92%。Chen等人[14]提出了一种结合SOEC与氨基热化学储能的新型太阳能制氢体系。吸热反应器入口温度的影响……
目前,功率信号分化办法众多,如低通滤波和WPD办法。其间,WPD办法可以经过屡次小波变换将非平稳和非线性信号分化为多个不同的频带,从而进步信号的时频分辨率[18]。但是,在用于功率分化时,WPD办法一般选用单节点方式,这往往导致划分不够准确[19]。本研讨提出了一种根据WPD办法的自适应小波包分化(AWPD)办法,该办法可以自适应地完成实时信号分化和准确频率划分。运用AWPD办法获取制氢体系和Li电池储能体系的功率指令,不仅保证了制氢体系的功率,还有用稳定了PV功率动摇并改进了并网电能质量。
综上所述,提出HESS旨在处理额外容量为10%的Li电池储能体系无法有用平抑PV功率按捺的问题。首要,建立了SOEC、AEC和Li电池体系的模型,并剖析了其瞬态功率呼应特性。其次,本文提出了一种用于PV功率信号分化的AWPD办法。第三,根据APWD办法提出了HESS的容量装备战略。第四,归纳考虑AEC和SOEC体系的瞬态呼应特性以及Li电池体系的荷电状况(SOC),提出了HESS的和谐操控算法。最终,经过根据15 MW PV电站实际功率数据的仿真试验验证了所提办法的有用性。该HESS可以在PV发电高峰期制氢,有用削减弃光现象,一起还能平抑功率动摇。
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