计及制氢效率的风电制氢系统优化控制策略

李红星; 袁裕鹏; 童亮

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1037

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计及制氢效率的风电制氢系统优化控制策略

更新时间：2025-12-17

- 计及制氢效率的风电制氢系统优化控制策略
- Issue 10, Pages: 154-164(2025)
- 作者机构：
- 作者简介：
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- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1037
  CLC： K91
- Published Online：31 October 2025，
  
  Published：31 October 2025
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李红星, 袁裕鹏, 童亮. 计及制氢效率的风电制氢系统优化控制策略[J]. 2025, (10): 154-164.
DOI：

李红星, 袁裕鹏, 童亮. 计及制氢效率的风电制氢系统优化控制策略[J]. 2025, (10): 154-164. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1037.

摘要

为解决大规模波动性风电制氢效率低的问题

提出一种结合电网购电的风氢系统电解槽阵列优化控制策略。首先研究质子交换膜电解槽制氢效率曲线

根据效率特性

针对电解槽阵列启停控制及功率分配问题

提出一种考虑制氢效率的分段调控策略;其次以系统总成本最小为目标

基于人工蜂群算法构建风氢系统日内优化调度模型

通过宁波某地实际数据进行计算分析。结果表明

所提策略较简单启停控制平均每小时提高产氢量5.93%

日均启停次数从18次降至2次

电解槽利用率从64.58%提升至98.75%;且当电价降低47.27%和氢价上调14.29%时

产氢量和购电量均提高15.56%及227.79%

但总成本分别降低5.91%和12.78%

氢气价格对系统经济性的影响更大。

Abstract

To address the issue of low efficiency in hydrogen production from large-scale fluctuating wind power

we proposed an optimized control strategy for an electrolyzer array in a wind-hydrogen system combined with grid power purchases. Firstly

we stuolied the hydrogen production efficiency curve of proton exchange membrane electrolyzer. Based on the efficiency characteristics

we proposed a segmented regulation strategy considering hydrogen production efficiency for the start-stop control and power distribution of the electrolyzer array. Secondly

aiming to minimize the total system cost

we constructed an intraday optimization scheduling model for the wind-hydrogen system based on the artificial bee colony algorithm

using actual data from Ningbo for computational analysis. The results show that the proposed strategy increases hydrogen production by an average of 5.93% per hour compared to simple start-stop control

reduces the average daily start-stop times from 18 to 2

and improves the electrolyzer utilization rate from 64.58% to 98.75%. Furthermore

when the electricity price decreases by 47.27% and the hydrogen price increases by 14.29%

hydrogen production and power purchase increase by 15.56% and 227.79%

respectively

but the total cost decreases by 5.91% and 12.78%

indicating that the hydrogen price has a greater impact on the system’s economic performance.

关键词

Keywords

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