面向功率因数约束并网与波动调峰工况的多电解堆电制氢负荷控制框架
系统与控制
2023-01-24 v1 系统与控制
摘要
由多电解堆构成的大规模电制氢（P2H）系统有望成为电力系统强有力的调峰资源。然而，由于将电网侧性能与固有运行控制相联系的研究存在空白，P2H负荷在并入电网时受波动工况下功率因数（PF）评估的限制而难以连续运行。本文首先填补了该空白，提出了具有典型功率变换器接口拓扑的P2H负荷有功与无功功率解析模型。在此基础上，将多电解堆P2H负荷的全工况PF特性刻画为统一电流与温度控制变量的函数。进而，构建了PF约束的多时间尺度控制框架，以综合评估灵活性、PF、产量与安全性。提出了一个双层关联结构，包括基于模型的小时前鲁棒模型预测控制器与基于规则的实时增量校正算法，以保障控制精度与可解性。案例研究验证了PF与产量之间存在固有的控制权衡，导致相较于传统面向产量的控制呈现出不等分分配策略。扩展的PF与安全性维度对于提升灵活性的重要性得到验证。此外，归纳出在集群层级分别对应低、中、高负荷水平的五种典型运行模式，以供工业应用。
引用
@article{arxiv.2301.09578,
title = {A Multi-stack Power-to-Hydrogen Load Control Framework for the Power Factor-Constrained Integration in Volatile Peak Shaving Conditions},
author = {Jiarong Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.09578},
year = {2023}
}