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解決方案
The Solution
量身定制符合客戶需求的仿真測試系統及解決方案。解決方案涉及電(diàn)力、高(gāo)端裝備、新能(néng)源車及教育等領域。
綠氫仿真與測試系統
背景概述

《氫能(néng)産業(yè)發展中長(cháng)期規劃(2021-2035年(nián))》明确了氫能(néng)産業(yè)的戰略定位和綠色低(dī)碳的發展方向。《“十四五”能(néng)源領域科技(jì)創新規劃》提出了将可再生(shēng)能(néng)源發電(diàn)與電(diàn)制氫、燃料電(diàn)池相(xiàng)結合,構建零碳能(néng)源系統,既能(néng)實現綠氫生(shēng)産,又(yòu)能(néng)解決可再生(shēng)能(néng)源消納問題,是很具有前景的發展方向。近日,國(guó)家能(néng)源局發布《2023年(nián)能(néng)源工(gōng)作指導意見(jiàn)》,提出加快攻關綠氫制儲運用技(jì)術(shù),推動氫能(néng)規模化應用。進入23年(nián)以來,國(guó)内外氫能(néng)産業(yè)化進程加速,綠氫進入快速發展期。

為(wèi)加速綠氫系統關鍵技(jì)術(shù)研究與産業(yè)化應用,科梁綠氫實時仿真與測試系統應運而生(shēng)。系統具備多(duō)能(néng)流、多(duō)時間尺度的并網或離網型新能(néng)源電(diàn)解水(shuǐ)制氫系統的仿真與測試功能(néng),為(wèi)研究綠氫系統提供一(yī)體化解決方案。

系統架構

n 開(kāi)發管理子系統:綠氫系統仿真模型庫iEnergyModel-H2和綠氫系統數字孿生(shēng)軟件(jiàn)iEnergyLab

n 實時仿真子系統:實時仿真器(qì)、I/O和通(tōng)信接口模塊

n 物(wù)理設備子系統:綠氫系統單機(jī)控制器(qì)、綠氫系統能(néng)量管理器(qì)、四象限功率放(fàng)大器(qì)、綠氫物(wù)理動模系統



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系統特色

n 綠氫系統仿真模型庫iEnergyModel-H2,基于主流仿真軟件(jiàn)Matlab/Simulink和科梁潛心研發的完全自(zì)主可控全電(diàn)磁暫态建模仿真軟件(jiàn)SimuNPS創建,包含詳細模型和平均模型,涵蓋新能(néng)源發電(diàn)、電(diàn)解制氫、儲氫、輸氫、用氫等全産業(yè)鏈的設備模型,可快速實現設備級、單元級和系統級動态仿真,滿足不同顆粒度、不同場景仿真應用需求

n 支持并網型和離網型新能(néng)源電(diàn)解水(shuǐ)制氫系統建模,支持多(duō)步長(cháng)仿真,可實現熱力系統分鍾級、電(diàn)力系統微秒(miǎo)級、電(diàn)力電(diàn)子納秒(miǎo)級仿真應用,并提供完善的多(duō)能(néng)耦合解決方案

n 綠氫系統仿真模型庫iEnergyModel-H2,基于主流仿真軟件(jiàn)Matlab/Simulink和科梁潛心研發的完全自(zì)主可控全電(diàn)磁暫态建模仿真軟件(jiàn)SimuNPS創建,包含詳細模型和平均模型,涵蓋新能(néng)源發電(diàn)、電(diàn)解制氫、儲氫、輸氫、用氫等全産業(yè)鏈的設備模型,可快速實現設備級、單元級和系統級動态仿真,滿足不同顆粒度、不同場景仿真應用需求

n 系統兼容多(duō)種關系數據庫,具備完善的數據記錄、存儲、回調和接口功能(néng)

n 支持仿真模拟和實體系統接入,具備虛-實交互能(néng)力,并能(néng)實現以虛控實


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功能(néng)應用

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應用案例

案例1:

某典型光(guāng)伏-綠氫系統,包括光(guāng)伏發電(diàn)、電(diàn)制氫設備、儲氫裝置、燃料電(diàn)池發電(diàn)系統、泵、輸氣管網等模型。基于智能(néng)控制策略,配置各設備額定參數或結構參數,輸入光(guāng)照(zhào)、溫度、負荷側需求曲線:

①當光(guāng)伏發電(diàn)大于負荷側需求,啓動電(diàn)制氫,将電(diàn)能(néng)轉換為(wèi)氫氣,存儲在本地儲氫罐中,或通(tōng)過管網運輸;

②當光(guāng)伏發電(diàn)功率波動,為(wèi)優先保障負荷側用電(diàn)需求,電(diàn)制氫自(zì)動停機(jī);

③負荷需求持續增大,光(guāng)伏發電(diàn)繼續降低(dī),則通(tōng)過燃料電(diàn)池發電(diàn)響應負荷需求,并利用餘熱供熱,實現熱電(diàn)聯供,滿足用戶多(duō)種用能(néng)需求;

④監測結合當前儲氫量、電(diàn)網波動、調節範圍、碳排放(fàng)等約束因素,最終計算(suàn)出實際設備的運行指令。


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案例2:

某典型綠氫系統,模拟“光(guāng)伏/風電(diàn)-負荷消耗-餘電(diàn)制氫/電(diàn)化學儲能(néng)-高(gāo)壓儲氫-輸氫-燃料電(diàn)池供電(diàn)等”整個(gè)流程,包括風機(jī)、光(guāng)伏、電(diàn)儲能(néng)、電(diàn)制氫、儲氫、燃料電(diàn)池、輸氣管道等設備,通(tōng)過EMS控制系統運行。

①采取分級控制策略,系統有餘電(diàn)時,一(yī)級響應啓動電(diàn)制氫,進行可再生(shēng)能(néng)源-綠氫的能(néng)量轉移,儲氫罐儲量增加;二級響應啓動儲能(néng)系統儲電(diàn)。

②新能(néng)源發電(diàn)不足,一(yī)級響應啓動儲能(néng)系統供電(diàn),二級響應啓動燃料電(diàn)池供電(diàn),儲氫罐内氫氣儲量降低(dī)。

③EMS結合可再生(shēng)能(néng)源發電(diàn)、電(diàn)力負載、儲氫量、儲能(néng)系統SOC等信息,發出各設備運行指令,控制各設備運行狀态。


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