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第48卷第22期2024年11月25日Vol.48No.22Nov.25，2024

DOI：10.7500/AEPS20240129001

离网型可再生能源发电制氢能量管理技术需求分析与展望

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邱一苇，朱杰，曾扬俊，周毅，周步祥，李汶颖

（1.四川大学电气工程学院，四川省成都市610065；2.清华四川能源互联网研究院，四川省成都市610213）

摘要：离网型可再生能源发电制氢（ReP2H）相较于并网型，具备规划灵活、电能成本低、无并网接

入成本及运行方式限制等优势，但因无外网支撑，其自身平衡难度大，设计及运行难以兼顾安全和

经济性。针对上述问题，面向离网型ReP2H系统中电力网络、制氢、氢储运、氢负荷之间物质及能

量平衡的多时间尺度动态行为，归纳能量管理框架，并通过简单系统的8760h生产模拟分析关键

影响因素。进而，分析其中长期生产与市场运营计划、日前/日内生产调度、实时能量平衡控制等功

能模块的技术需求，总结关键难题及待研究方向，包括离网系统稳定性分析、制氢灵活性量化、氢气

汇集/输送/存储及氢负荷调控、储能系统分析与优化控制、故障穿越及黑启动等，以期为离网型

ReP2H系统研究及工程应用提供参考。

关键词：可再生能源；氢能；绿氢化工；电力系统；能量管理系统

0引言目获批，但仅个别工程投运，规模不超过25MW［7］。

离网型ReP2H系统的技术难点可归结为安全

受电力、能源、化工、冶炼等行业脱碳需求牵引，

［1-2］和经济两方面。

多国已将绿氢列为能源战略方向。据不完全统

安全方面，除涉及稳定、电力电量平衡等电力系

计，中国2023年批准或开工的可再生能源发电制氢

统共性问题外，制氢、储氢、用氢生产调度也会影响

（renewablepower-to-hydrogen，ReP2H）工程规模已

电力侧运行方式。所涉不同时间尺度动态行为间的

超39GW。受经济目标驱动和法规制约，ReP2H系

交叉将影响电力平衡模式，使之呈现不同于一般电

统需尽量消纳当地可再生电力，降低碳排放量，同时

［3］力系统的特征。

避免对公共电网的冲击。

经济方面，目前绿氢相比于化石燃料制氢竞争

接入方式上，ReP2H系统可分为并网型和离网

［1］

力尚有限。现阶段，离网型ReP2H系统电力侧投

型。其中，并网型ReP2H系统虽能从外部电网获得

资比重超80%。即便计及绿色溢价，绿氢经济性仍

频率、电压支撑，运行控制难度较低，但其并网接入、

依赖于风光发电、制氢、储能、储氢资源的充分利

用电成本均较高，运行方式（上/下网电量、平衡方

［4］用。因此，需协调上述环节，借助生产优化挖掘绿氢

式、电能质量等）受规范严格限制，在经济性、监管