随着全球能源转型加速和“双碳”目标推进,绿电电解制氢已成为氢能产业的核心发展方向。该技术利用风电、光伏等可再生能源电力电解水制氢,既可实现零碳排放,又能有效缓解可再生能源发电的间歇性与波动性问题,促进多能互补和能源结构优化。
传统的纯软件仿真难以准确模拟绿氢系统设备动态响应,全实物实验则成本高、周期长、灵活性不足。半实物仿真技术为此提供了高效解决方案。它通过在实时环境中验证控制系统,显著缩短研发周期、降低实验成本,并为系统优化与设备研发提供关键技术支持。
绿氢微电网实时仿真系统利用一台实时仿真器和一台控制器实现,其中绿氢微电网网架、燃料电池、电制氢、储氢罐等模型、底层控制加载到实时仿真器中,上层能量调度加载至控制器中,设备之间通过Modbus TCP通讯进行数据交互,以模拟和仿真一个真实的微电网系统。
模型能精确表征电解槽内部电化学、热力学及流体动力学等多物理场的耦合过程,能真实反映气体压力、流量与液体循环之间的动态相互作用。
支持绿氢整个系统均在CPU上以不同时间尺度仿真,验证不同时间尺度部分的动态响应。
配备高速率IO接口以及高分辨率可编程电阻卡,轻松应对各种状态量输出;支持modbus、CAN、Ethernet等多种工业通讯协议,便捷实现和控制器信息交互。
验证不同发电功率下产氢量、电解槽电压、电解功率、温度,随着电解功率增加,产氢量随之增加,温度在热管理系统控制作用下保持在80度。
测试
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