面向未来直流微电网的氢能与电池混合储能系统(ESS)

本文提出了一种用于直流微电网的氢基储能系统(ESS)，该系统有可能与电池ESS集成，以满足未来高可再生能源渗透率电网的需求。氢基ESS可以长时间提供稳定的能源供应，但其响应速度比电池ESS慢。然而，电池和氢储能的组合既能长时间提供稳定能源，又能轻松应对微电网的突发需求和盈余。该系统的主要挑战之一是将电力电子技术与燃料电池技术无缝集成，以将可再生能源转化为电能。本文提出了一种系统，该系统使用隔离型DC-DC转换器通过电解槽激活清洁氢气生产，然后将氢气加压储存在储罐中。加压氢气成为燃料电池的关键输入，燃料电池对其进行调节并将其转化为电能。产生的电能随后通过DC-DC升压转换器传输到电网。使用具有1 kV直流母线电压的混合系统的Simulink模型，根据负载的需求和盈余功率来演示氢气生产和燃料电池行为。所提出的系统模拟了所提出的混合ESS所需的功率转换、电解槽、储罐和燃料电池的各个方面。由于其经济可行性，聚合物电解质膜(PEM)被认为是电解槽和燃料电池的主要技术。