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解决方案
The Solution
量身定制符合客户需求的仿真测试系统及解决方案。解决方案涉及电力、高端装备、新能源车及教育等领域。
绿氢实时仿真与测试系统
背景概述

《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》明确∶氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,是实现"双碳"目标的重要载体;《"十四五"能源领域科技创新规划》提出∶加快先进可再生能源发电与综合利用技术,推动氢能与可再生能源融合发展。将可再生能源发电与电制氢、燃料电池相结合,构建氢电耦合零碳能源系统,既能实现绿氢生产,又能解决可再生能源消纳问题,是具前景的发展方向。
科梁绿氢实时仿真与测试系统具备多能流、多时间尺度的并网或离网型新能源电解水制氢系统的仿真与测试功能,为研究绿氢系统提供一体化解决方案。


系统架构

n 开发管理子系统∶绿氢系统仿真模型库和监控管理软件

n 实时仿真子系统∶实时仿真器、I/O和通讯模块

n 物理设备子系统∶绿氢系统单机或系统控制器、功率级物理设备


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系统特色

n 绿氢系统仿真模型库iEnergyModel-H2,快速实现设备级、单元级和系统级动态仿真

n 支持并网型和离网型新能源电解水制氢系统建模

n 绿氢系统仿真监控管理软件iEnergyLab,支持多仿真场景构建与多项目管理;支持多种智能算法的开发与验证

n 系统兼容多种关系数据库,具备完善的数据记录、存储、回调和接口功能

n 支持仿真模拟和实体系统接入,具备虚-实交互能力,并能实现以虚控实


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功能应用

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应用案例

案例1:

某典型光伏-绿氢系统,包括光伏发电、电制氢设备、储氢装置、燃料电池发电系统、泵、输气管网等模型。基于智能控制策略,配置各设备额定参数或结构参数,输入光照、温度、负荷侧需求曲线∶

①当光伏发电大于负荷侧需求,启动电制氢,将电能转换为氢气,存储在本地储氢罐中,或通过管网运输;

②当光伏发电功率波动,为优先保障负荷侧用电需求,电制氢自动停机;


③负荷需求持续增大,光伏发电继续降低,则通过燃料电池发电响应负荷需求,并利用余热供热,实现热电联供,满足用户多种用能需求;

④监测结合当前储氢量、电网波动、调节范围、碳排放等约束因素,最终计算出实际设备的运行指令。


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案例2:

某典型绿氢系统,模拟"光伏/风电-负荷消耗-余电制氢/电化学储能-高压储氢-输氢-燃料电池供电等"整个流程,包括风机、光伏、电储能、电制氢、储氢、燃料电池、输气管道等设备,通过EMS控制系统运行。

①采取分级控制策略,系统有余电时,一级响应启动电制氢,进行可再生能源-绿氢的能量转移,储氢罐储量增加;二级响应启动储能系统储电。

②新能源发电不足,一级响应启动储能系统供电,二级响应启动燃料电池供电,储氢罐内氢气储量降低。

③EMS结合可再生能源发电、电力负载、储氢量、储能系统S0C等信息,发出各设备运行指令,控制各设备运行状态。


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