Produced hydrogen by using redundant wind power and the hydrogen consumed both in the electric and non-electric energy form,this makes the wind hydrogen coupled system became important solution to the consumption “bottleneck” of distributed wind power.. The project will target upgrading consumptive capacity of distributed wind power by using hydrogen storage technology, proposed the architecture of hydrogen storage coupled distributed wind power system (The system), and studied the setting calculation method and model of matching parameters in system basic functional unit, and explored the changing mechanisms and flowing links of energy in the form of electric and non-electric energy,built EMR model and simulation model, the basic principle, method and mathematic model of coordinated planning and multi-level coupled system optimized planning are proposed, seamless switching control rules of the multi-scenario and multi-operation modes in system is built, System energy globally coordinated control strategy under different operating modes and scenarios are proposed; The mathematic model and evaluation index of hydrogen storage upgrading consumptive capacity of distributed wind power and economic assessment methods are established.. Theoretical analysis, numerical simulation and experimental validation are combined to form the systemic theory. Topic outcomes have an important significance to enrich and improve the theoretical system of wind power, energy storage and smart grid.
利用富裕风电制氢,氢气以电能和非电能量两种形态消纳,使风氢耦合成为解决分散式风电消纳“瓶颈”的重要手段。. 项目以利用氢储能技术提高分散式风电消纳能力为目标,提出氢储能耦合分散式风电系统(后文简称系统)的体系架构,研究系统各基本功能部件匹配参数整定计算的方法和模型,探索系统中能量以电能形态与非电能量形态(氢氧)转换和流动的链路及机制,建立系统的EMR模型和仿真模型,提出协调规划、分层耦合的系统优化规划的基本原理、方法和数学模型,提出系统多场景多运行模态间的无缝切换控制规则,研究不同场景和运行模态下系统能量广域协调控制策略;建立氢储能提升分散式风电消纳能力及其经济性的评估指标和数学模型等。. 项目采用理论分析、数字仿真和实验验证相结合的研究方案,形成系统理论,其成果对于丰富和完善风电、储能和智能电网的理论体系具有重要意义。
氢可以在电能和非电能量两种形态间转变,风氢耦合是解决分散式风电消纳“瓶颈”的重要手段。然而,氢耦合分散式风电消纳在系统构建、能量转换与建模、规划、控制和效能等方面有别于传统储能集中风电消纳,存在新的技术挑战亟待研究解决。项目组在前期针对风力发电和风电-氢储能与煤化工多能耦合技术的初步研究成果的基础上,以提高分散式风电消纳能力为目标,重点针对氢储能耦合分散式风电消纳的不同场景及其相应的规划和控制问题展开研究。针对风力发电能量输出不稳定、低电压穿越能力弱等问题,提出将氢储能安装在双馈风力发电机组变流器中间直流母线处,构建了基于氢储能技术的双馈风力发电系统的基本架构;针对耦合系统多能流转换链路及机制、各基本功能部件匹配参数整定计算等问题,提出以风电全额消纳和煤化工低耗能、低污染的风电-氢储能与煤化工多能耦合系统(WP-HES&CCMFCS)集成架构设计方案和投资规划模型,并引入博弈论科学规划风光火打捆外送电源,建立含风、氢以及燃料电池在内的综合能源系统的EMR仿真模型,从储能技术类型、技术特征、应用目标、规划和运行控制等方面分析制定了大电网中储能规模化应用的容量配置标准;针对耦合系统稳定运行、协调控制、效能管理及实时监控等问题,引入氢储能系统为风力发电系统提供虚拟惯量,基于实验数据构建系统虚拟惯量控制解析模型,搭建了本地WP-HES&CCMFCS能量协调控制仿真模型及监控系统,提升系统风电消纳能力。在上述基础上,建立并开发了多能耦合系统全寿命周期经济评估数学模型及系统效益计算软件,依托大连理工大学建立了5kW风/光-氢储能-煤/油综合能源实验系统。
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数据更新时间:2023-05-31
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