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基于半实物仿真的源网-电解堆波动适应性验证平台
发布时间: 2026-07-21
基本信息
合作方式：
技术咨询
成果类型：
发明专利,实用新型专利,软件著作权,著作权
行业领域：
新能源产业
成果介绍
面向波动适应性验证需求，针对纹波可控、宽范围高精度测试等难题，团队按照“衰减模型构建-验证平台构建-适应性评价”的思路开展研究，建立了考虑材料老化与部件性能衰减贡献度的电解堆性能衰减模型，揭示了电解堆衰减率随长时间运行而非线性变小的规律，提出了基于直接负载电流控制技术的电解堆及系统输入电源等效试验方法，设计了波动适应性验证平台总体架构，研制了基于半实物仿真的源网-电解堆波动适应性验证平台。
成果实现了从“三北地区”典型制氢工况到制氢电源再到波动适应性验证平台的全环节能力提升，首次基于“三北”地区风光数据刻画，提出了电解制氢参与调峰典型波动工况，构建了前端半实物仿真环境，设计了低电压大电流高频纹波可控电源，提出了验证平台气水热电全环节流程工艺及动态跟随控制保护策略，系统性解决了波动电源下电解制氢设备“如何测”与“如何评”的关键问题，助力电解制氢装备性能、波动适应性与耐久性能力提升，增强我国在电解水制氢关键技术的自主可控水平。
成果亮点
填补了波动工况下电解堆/系统波动适应性验证方面的空白。基于三北地区实测数据构建风光出力典型场景集，创新特征重构与概率加权融合方法，生成光伏、风电、调峰三类标准化测试工况，可为行业内电解制氢在新能源富集地区的运行测试提供工况指导；构建了包含风电、光伏、调峰三种半实物仿真模型的半实物仿真环境；创新性设计了四种低电压大电流的高频纹波可控电源拓扑结构，采用Boost并联技术方案，研制出采用7台并联的高频纹波低电压大电流制氢直流电源；优化了后端电解堆波动适应性验证平台宽流量调节旁路、气液冗余监测的整体工艺流程，提出了参数反馈调节控制与动态跟随保护方法，实现温度、压力、流量等运行参数在负载突变与波动工况下精准快速控制与动态偏差告警；研制出基于半实物仿真的源网-电解堆波动适应性验证平台，功率200.853kW，纹波频率100-2000Hz，占比0.92%-10.11%可调，电流阶跃响应时间64ms，复现误差0.86%，引领了源/网波动特征下的水电解制氢适应性验证技术的发展，为电解制氢波动适应性测试提供了全流程测试环境，助力推动电解制氢装备技术长足发展。
团队介绍
在电氢协同领域深耕十余年，牵头/技术牵头承担40余项电氢协同方向国家/国网科技项目，理论研究基础深厚。拥有可再生能源并网等全国重点实验室、绿氢规模化制取及供应技术北京市重点实验室，开发了电解制氢动静态仿真平台、研制了系列电解制氢及氢发电装备、系列电氢动稳态实验平台，在建电氢动稳态及协同仿真调控实验平台。建成了国际首个兆瓦级氢电一体化、国际首个氢电耦合直流微网、国内首个海岛绿氢等里程碑示范工程，应用场景涵盖新能源消纳、电网调峰、长周期储能、分布式供能、绿电化工等。研发团队是由长江学者领衔、青年人才为主、跨学科深度交叉融合的专业科研梯队，近五年获电氢协同方向中国电力科学技术进步一等奖、国网公司科学技术进步一等奖等行业级/省部级/公司级奖励4项。
成果资料
产业化落地方案
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