基于模型预测的光伏制氢系统能量管理和容量配置优化研究

司虎成; 冯亮; 高磊; 齐强; 李永辉; 张臻

doi:10.19911/j.1003-0417.tyn20250221.02

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基于模型预测的光伏制氢系统能量管理和容量配置优化研究

更新时间：2026-04-08

- 基于模型预测的光伏制氢系统能量管理和容量配置优化研究
- Issue 3, Pages: 30-42(2026)
- 作者机构：
  
  1. 内蒙古华电氢能科技有限公司
  2. 河海大学
  3. 上海交通大学
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19911/j.1003-0417.tyn20250221.02
  CLC： TQ116.2;TM615
- Published：2026
- 稿件说明：
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司虎成, 冯亮, 高磊, et al. 基于模型预测的光伏制氢系统能量管理和容量配置优化研究[J]. 2026, (3): 30-42.
DOI：

司虎成, 冯亮, 高磊, et al. 基于模型预测的光伏制氢系统能量管理和容量配置优化研究[J]. 2026, (3): 30-42. DOI： 10.19911/j.1003-0417.tyn20250221.02.

摘要

光伏制氢系统在未来的能源市场中具有巨大的应用潜力，能量管理策略和容量配置对该系统的构建与运行具有重要影响。首先基于光伏发电系统输出功率预测，提出了一种光伏制氢系统能量管理策略，并基于该策略，利用MATLAB仿真平台构建了光伏制氢系统容量配置优化模型(下文简称为“MATLAB容量配置优化模型”)；然后利用HOMER Pro仿真平台同样构建一个光伏制氢系统容量配置优化模型(下文简称为“HOMER Pro容量配置优化模型”)；最后通过算例仿真，针对2种模型的优化结果进行了对比分析。研究结果表明：1)HOMER Pro容量配置优化模型和MATLAB容量配置优化模型对蓄电池装机容量的配置均未给予充分重视，导致蓄电池装机容量普遍较小。2)在模型适用性方面，MATLAB容量配置优化模型具有更高的灵活性和可调节性，能够根据项目实际需求对目标函数进行定制化设计，从而更好地适应不同场景下的优化需求。而HOMER Pro容量配置优化模型虽然具有计算简洁、操作方便的优势，但其能量管理策略相对简单，优化过程仅以经济性参数为单一目标，在项目适应性方面存在一定局限性。3)提出的能量管理策略在MATLAB容量配置优化模型中得到了有效实现，通过对实时偏差率调控限值和蓄电池装机容量进行动态调整，能有效平抑电解槽输入功率的随机波动，有助于延长电解槽的使用寿命，从而进一步提升光伏制氢系统的稳定性和经济性。综上，MATLAB容量配置优化模型在光伏制氢系统的容量配置优化和能量管理策略设计方面展现了显著优势。研究结果可为光伏制氢系统的优化设计和运行提供理论依据和技术支持。

Abstract

关键词

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