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为了最大程度消纳波动性可再生能源,减小甚至消除常规储能配置,解决功率波动引起的电解槽或燃料电池频繁启停导致的质子交换膜寿命衰减问题。从装置到系统实现技术突破。
针对于电解水制氢环节,研制了隔离型三相交错并联拓扑结构的模块化制氢电源装置,利用串联谐振技术及交错并联技术实现高效电能变换及低输出电流纹波,提升电解水制氢效率,减小制氢电源输出电流纹波对PEM电解槽使用寿命影响,且模块化设计利于实现不同功率等级扩展,具有与PEM电解槽特性适配的制氢电源多模式控制。
针对氢燃料电池发电环节,研制了Buck-Boost+双有源桥(DAB)两级式的模块化氢燃料电池电源装置,前级针对氢燃料电池软特性,采用高效Buck-Boost电路拓扑对输出电压的进行调节,后级采用DAB拓扑结构,实现功率传输、电气隔离和提升电压增益,具有燃料电池侧最大功率点和限功率两种工作模式,响应可再生能源微电网调度指令或燃料电池侧最大功率跟踪指令,满足多场景需求。
针对电解槽电解最大效率、燃料电池最大点功率输出等多优化目标,建立系统级控制,通过多种智能算法计算多电解槽、多燃料电池功率调度最优解,实现全局效率最优并保证可再生能源供电系统稳定运行,同时采用电解槽间、燃料电池间轮循控制,均衡电解槽、燃料电池阵列的使用时长,延长整体运行寿命,减少运行维护成本。