可调式制氢前期电力需求的形成研究

环境问题和化石燃料枯竭的担忧推动了可再生能源（RE）及其在电网中的应用和快速发展。同样，对碳氢燃料替代品的需求意味着燃料电池电动汽车的数量也有望增加。电网的供需平衡能力受到RE发电机可变间歇输出的影响较大，然而，这可以通过使用储能和需求侧响应（DSR）技术来缓解，也通过风能和太阳能源的电解来生产氢气。电价结构的使用将激励电解器作为可调度的负载运行。本文的目的是研究电解生产氢气的成本、可调度性和连续运行的可靠性，该研究关注加氢站使用优化算法在可调度和连续操作方面的应用，本研究的系统组成见图1，系统成本分析流程见图2。考虑以下三种情况来确定电解氢的成本是否可以通过较低的非高峰电价来降低。即：一种是标准的连续运行情况，其中电解器以12 p/kWh的标准电价连续运行；一种是非高峰期运行情况，指只有在电价低于5 p/kWh的非高峰期才能运行；一种是二级连续运行情况，其中电解器在非高峰时间以低电价连续运行，在其他时间以高电价连续运行。结果表明，第二种情况能够产生的最便宜的电力，即费用每千克氢为2.90英镑，其次是第三种情况，即每千克为3.80英镑，而最昂贵的是第一种情况，即每千克为6.90英镑。

图1 研究系统的组成

图2 研究系统成本分析流程

在第二种情况下，电解仅在非高峰时间运行（容量因子低），因此，储存量需要足够大，以适应能源可用剩余量的大量变化。未来研究的工作重点将放在以下几个方面：优化电价差异，以最大限度地降低成本，同时最大限度地提高DSR可调式电解和类似技术的发展。