可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)研究進(jìn)展

摘要：可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)是在新型電力系統(tǒng)背景下實(shí)現(xiàn)氫能與可再生能源深度融合的重要途徑。主要介紹可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)的類別、結(jié)構(gòu)組成，分析了發(fā)電側(cè)資源特性、制氫/儲氫技術(shù)特性和用氫側(cè)需求波動特性，重點(diǎn)分析國內(nèi)外可再生能源綜合利用系統(tǒng)仿真軟件研發(fā)現(xiàn)狀以及系統(tǒng)控制策略優(yōu)化、制氫/儲氫容量配置優(yōu)化和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化等模型研究熱點(diǎn)問題。

關(guān)鍵詞：可再生能源；制氫；儲氫；儲能；系統(tǒng)分析

中圖分類號：TK91;TM743文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

隨著中國碳中和進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，以燃煤機(jī)組為代表的傳統(tǒng)能源將逐步被可再生能源所替代，而由于以風(fēng)電、光伏為代表的可再生能源具有先天的波動性、隨機(jī)性和不確定性，其高比例、大規(guī)模的接入對新型電力系統(tǒng)的靈活性、穩(wěn)定性和安全性提出巨大挑戰(zhàn)。儲能系統(tǒng)作為“源、網(wǎng)、荷、儲”的重要一環(huán)，通過對電能的儲存和釋放實(shí)現(xiàn)削峰平谷，緩解可再生能源波動性對電網(wǎng)的沖擊，并降低其棄風(fēng)率和棄光率[1-2]。目前，以電化學(xué)儲能為代表的儲電是可再生能源儲能系統(tǒng)的主流形式，但電化學(xué)儲能受限于高自放電率、低儲能容量和高技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本，難以實(shí)現(xiàn)長周期、跨季節(jié)和大規(guī)模的儲能3。氫能作為一種能量密度高、清潔無污染和應(yīng)用場景廣的二次能源，在交通、化工、電力、民用等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。相比于壓縮空氣、超級電容、電化學(xué)等儲能形式，氫儲能在儲能容量和儲能時(shí)長上具有明顯優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)兆瓦級別儲能容量和跨季節(jié)儲能[4]。利用可再生能源電解水制氫可實(shí)現(xiàn)“綠氫”生產(chǎn)，一方面可通過儲氫裝置、氫燃料電池等設(shè)備實(shí)現(xiàn)氫能向電能的高效穩(wěn)定轉(zhuǎn)化，平抑出力波動；另一方面，“綠氫”可應(yīng)用于化工原料生產(chǎn)、燃料電池車加氫站、商業(yè)備用電源、天然氣管網(wǎng)摻氫等多種場景[5]，實(shí)現(xiàn)氫能靈活利用。

由于風(fēng)電和光伏在時(shí)間尺度上具有間歇波動性、在空間維度上具有資源稟賦差異性，將可再生能源發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用于制氫及儲氫時(shí)，需與不同應(yīng)用場景下用氫側(cè)需求的波動性進(jìn)行協(xié)調(diào)匹配，才能實(shí)現(xiàn)電氫能源體系的協(xié)同穩(wěn)定。國內(nèi)外已對可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)模型進(jìn)行較多研究。例如，孔令國6以系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性為目標(biāo)，建立單元層與上層功率管理協(xié)調(diào)控制模型，獲得較佳的系統(tǒng)控制策略方案。王靖等7]利用分支定界法建立MILP模型，分別利用蓄電池和儲氫罐來平抑發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)之間短期和長期波動性，并以電-氫儲能系統(tǒng)總費(fèi)用為優(yōu)化目標(biāo)求解出最佳制氫、儲氫容量配置。蘇元鵬8以棄風(fēng)量、負(fù)荷缺電率及波動量為優(yōu)化目標(biāo)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，采用快速非支配排序遺傳算法求解出最優(yōu)制氫儲氫容量配置，取得了較佳的優(yōu)化效果。Dinh等9針對愛爾蘭某海上風(fēng)電項(xiàng)目，采用簡單投資回報(bào)法、貼現(xiàn)投資回報(bào)法和凈現(xiàn)值法等分析方法評估不同儲氫周期下海上風(fēng)電制氫的長周期經(jīng)濟(jì)性。

綜上，將風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、電解水制氫、儲氫裝置、用氫裝置等技術(shù)裝備集成統(tǒng)一的可再生能源大規(guī)模制氫-儲氫-用氫系統(tǒng)，對系統(tǒng)組件協(xié)調(diào)控制、制氫/儲氫容量配置優(yōu)化和技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本控制有著重要意義，是技術(shù)接口參數(shù)匹配、工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

1可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)組成及特性

1.1離網(wǎng)型和并網(wǎng)型系統(tǒng)組成

如圖1所示，可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)主要包括風(fēng)電機(jī)組、光伏陣列、電解槽、儲氫罐、燃料電池等核心單元，以及逆變器、系統(tǒng)控制器、氫氣壓縮機(jī)等輔機(jī)裝置?？稍偕茉创笠?guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)整體上可分為電源供給單元、制氫/儲氫單元和用氫單元。其中，電源供給單元通過風(fēng)光機(jī)組發(fā)電，并利用逆變器完成交直流轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)功率的穩(wěn)定輸出。電解槽通過電解水制氫將電能轉(zhuǎn)為氫能，并通過氣態(tài)儲罐等儲氫裝置實(shí)現(xiàn)氫能的大規(guī)模、長周期存儲。用氫單元為消納氫氣的負(fù)荷端，對氫氣供應(yīng)的壓力、穩(wěn)定性、連續(xù)性等有一定要求。

根據(jù)能源系統(tǒng)是否并網(wǎng)，可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)可分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型系統(tǒng)。離網(wǎng)型系統(tǒng)多應(yīng)用于海島、深遠(yuǎn)海風(fēng)電等中小型孤島能源系統(tǒng)，風(fēng)光發(fā)電不直接并入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資、運(yùn)維成本相對較低。離網(wǎng)型系統(tǒng)在國內(nèi)外已有較多示范工程和商業(yè)化應(yīng)用，技術(shù)應(yīng)用較為成熟。并網(wǎng)型系統(tǒng)中風(fēng)光發(fā)電首要滿足電網(wǎng)負(fù)荷需求，當(dāng)超過電網(wǎng)消納能力時(shí)，利用制氫和儲氫裝置實(shí)現(xiàn)電氫轉(zhuǎn)換，并在風(fēng)光出力不足時(shí)啟用燃料電池或氫燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)現(xiàn)氫電轉(zhuǎn)換。并網(wǎng)型系統(tǒng)通過電能的長周期轉(zhuǎn)儲來平抑風(fēng)光資源的波動性，但其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略優(yōu)化、穩(wěn)定性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性等方面尚處于研究階段，暫無成熟的商業(yè)化運(yùn)行模式10]。

1.2可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)特性

可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)主要包括發(fā)電側(cè)、制氫/儲氫側(cè)和用氫側(cè)3個(gè)部分，而制氫/儲氫側(cè)作為發(fā)電側(cè)和用氫側(cè)之間的橋梁，其核心在于解決不同地區(qū)可再生能源發(fā)電側(cè)出力間歇性和不同應(yīng)用場景下用氫側(cè)需求波動性之間的協(xié)調(diào)匹配問題。這3個(gè)部分的特性研究對于系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)運(yùn)行具有重要意義。

1.2.1可再生能源發(fā)電側(cè)資源特性

可再生能源發(fā)電側(cè)出力在時(shí)空分布上具有先天的波動性、間歇性和不確定性。以風(fēng)電為例，福建省等沿海地區(qū)在春季和夏季的風(fēng)能資源最為貧乏，在秋冬兩季風(fēng)力資源豐富1，而京津冀地區(qū)春季和冬季的風(fēng)電出力較大，夏季出力減小12]。相比于風(fēng)力發(fā)電，由于光伏電站僅在白天發(fā)電且荒漠地區(qū)年日照時(shí)長通常能達(dá)到3000 h以上，光伏發(fā)電的波動性更小、規(guī)律性更強(qiáng)，出力曲線呈現(xiàn)“半包絡(luò)”形狀[13]。

如圖2所示為2021年全國風(fēng)光資源分布情況[141，全國70 m高度年平均風(fēng)功率密度為196.7 W/m2，甘肅、新疆、西藏、黑龍江、遼寧、吉林、內(nèi)蒙古7個(gè)省（區(qū)、市）的年平均風(fēng)功率密度超過200 W/m2，全國太陽能資源地區(qū)差異明顯，水平面總輻照量呈現(xiàn)西部地區(qū)大于中東部地區(qū)，高原、少雨干燥地區(qū)大，平原、多雨高濕地區(qū)小的特點(diǎn)，其中西藏大部、四川西部、內(nèi)蒙古西部、青海西北部等地的局部地區(qū)年水平面總輻照量超過1750 kWh/m2，太陽能資源最為豐富。在構(gòu)建可再生能源耦合制氫/儲氫系統(tǒng)時(shí)，可利用評價(jià)指標(biāo)對不同地區(qū)、不同時(shí)間的風(fēng)光資源特性進(jìn)行定量分析，如風(fēng)電/光伏全日最大出力、日/月平均出力、出力變化率等指標(biāo)[11，13]

1.2.2制氫/儲氫技術(shù)要求特性

電解水制氫技術(shù)主要包括堿性、質(zhì)子交換膜、固體氧化物和陰離子交換膜等電解水技術(shù)。其中，堿性電解水制氫技術(shù)在中國工業(yè)應(yīng)用中最為成熟，單電解槽制氫規(guī)模已達(dá)到1400 m3/h，具有成本低、工藝流程簡單等特點(diǎn)，制氫規(guī)模、能耗等處于國際先進(jìn)水平，并已在寧夏寧東太陽能電解水制氫項(xiàng)目（氫氣產(chǎn)能30000 Nm3/h）、新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目（氫氣產(chǎn)能2萬t/a）等大規(guī)模制氫工程得到應(yīng)用[15]。但是，堿性電解水制氫存在電解效率低、堿液腐蝕、啟停速度慢等缺點(diǎn)，與強(qiáng)波動性的可再生能源之間存在協(xié)調(diào)匹配問題。質(zhì)子交換膜電解水制氫在中國已進(jìn)入商業(yè)化初期，具有結(jié)構(gòu)緊湊、制氫效率高、啟停速率快的優(yōu)點(diǎn)，但由于質(zhì)子交換膜和貴金屬催化劑等核心部件尚未實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代，高設(shè)備成本制約著應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)張速度[16-171。固體氧化物和陰離子交換膜電解水技術(shù)尚處于研發(fā)階段，技術(shù)成熟度差、投資成本高，離大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用尚有距離。從工程應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本出發(fā)，堿性電解水制氫和質(zhì)子交換膜電解水制氫的單位成本分別約為30元/kg氫氣和40元/kg氫氣，且與折舊成本和電耗成本密切相關(guān)，而其他電解水制氫技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，產(chǎn)氫成本暫無相關(guān)工程應(yīng)用數(shù)據(jù)[18-19]。

儲氫技術(shù)主要包括氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)儲氫。目前，中國氫儲運(yùn)以高壓氣態(tài)儲氫為主，具有儲氫成本低、灌裝操作簡單和應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。中國加氫站多采用高強(qiáng)鋼制無縫壓縮氫氣儲罐和鋼帶錯(cuò)繞式全多層儲氫罐，單罐容積達(dá)到7.3 m3、儲氣壓力達(dá)到98 MPa，處于國際先進(jìn)水平[20-21]。長管拖車氣態(tài)輸氫在運(yùn)輸距離為100 km、儲氫壓力為20 MPa時(shí)，運(yùn)輸成本約為7.8元/kg。純氫輸送管道在中國建設(shè)長度不足100 km，且由于材料的氫脆現(xiàn)象導(dǎo)致其造價(jià)超過常規(guī)天然氣管道的2倍，技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本尚需大幅度降低[19]。低溫液態(tài)儲氫技術(shù)在大規(guī)模、遠(yuǎn)距離儲運(yùn)場景下具有成本低、能量密度高的優(yōu)勢，可采用液氫槽車、液氫駁船等方式運(yùn)輸，但液態(tài)儲氫技術(shù)在中國主要應(yīng)用于航天領(lǐng)域，在民用領(lǐng)域的應(yīng)用受限于標(biāo)準(zhǔn)體系缺失、法律法規(guī)不完善和技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本偏高等問題22]。固態(tài)儲氫技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，尚需解決溫度控制要求高、儲氫效率低、吸放氫耗時(shí)長和技術(shù)成本高等問題[23]。

不同的制氫/儲氫技術(shù)與發(fā)電側(cè)和用氫側(cè)負(fù)荷進(jìn)行技術(shù)匹配時(shí)，需針對不同場景下關(guān)鍵特性參數(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)匹配，如產(chǎn)氫速率及壓力、制氫功率及波動范圍、電解槽啟動時(shí)間、儲氫吸氫速率及壓力等技術(shù)參數(shù)。例如，質(zhì)子交換膜電解槽的啟動時(shí)間為分鐘級、變工況范圍為20%～110%[24，而堿性電解槽的啟動時(shí)間為小時(shí)級、變工況范圍為50%～100%[25]，與發(fā)電側(cè)進(jìn)行協(xié)調(diào)匹配時(shí)應(yīng)充分考慮這些關(guān)鍵特性參數(shù)。

1.2.3用氫側(cè)氫氣需求特性

中國氫能利用多圍繞交通領(lǐng)域開展，而隨著基于可再生能源制氫相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈不斷擴(kuò)展，氫能的應(yīng)用場景將基于氫能的多種轉(zhuǎn)換形式而拓寬至化工、商業(yè)和民用等領(lǐng)域。如圖3所示，以氫能的利用形式分類，氫能既可作為原料直接應(yīng)用于合成氨、合成甲醇，又可作為儲能介質(zhì)用于電網(wǎng)的功率調(diào)控，還可作為能源用于天然氣管道摻氫、氫燃料電池交通以及建筑供電、供冷、供熱。如表1所示[26-28]，由于用氫側(cè)需求場景的多樣性，對于氫氣需求的波動性、連續(xù)性、可轉(zhuǎn)移性、純度、壓力等技術(shù)參數(shù)有著不同的要求。合成氨等化工領(lǐng)域用氫側(cè)對氫氣供應(yīng)的連續(xù)性和波動性要求較高，而加氫站等交通領(lǐng)域?qū)錃夤?yīng)的連續(xù)性和波動性要求相對較低，并可通過調(diào)整加氫時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)移氫負(fù)荷[26]。可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)需結(jié)合不同場景下用氫側(cè)需求特性，重點(diǎn)考慮系統(tǒng)邊界條件和技術(shù)指標(biāo)匹配，滿足工程應(yīng)用實(shí)際需求。

2可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)研究

2.1可再生能源綜合利用系統(tǒng)仿真分析軟件

在不同應(yīng)用場景下，發(fā)電側(cè)、制氫/儲氫側(cè)和用氫側(cè)之間的協(xié)調(diào)匹配目標(biāo)各有差異，需建立可再生能源系統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行差異化分析。在針對可再生能源綜合利用系統(tǒng)的研究過程中，國際上逐漸形成了幾大主流可再生能源綜合利用系統(tǒng)仿真分析軟件，匯總結(jié)果如表2所示[29-34]。其中，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）開發(fā)的HOMER軟件是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的可再生能源系統(tǒng)軟件，采用凈現(xiàn)值法分析離網(wǎng)型和并網(wǎng)型可再生能源系統(tǒng)在長周期條件下的經(jīng)濟(jì)性、敏感性和系統(tǒng)配置可行性[34]。加拿大自然資源部開發(fā)的RETScreen軟件主要用于分析可再生能源系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、敏感性、環(huán)境影響和能量效率[32]。這些仿真軟件應(yīng)用于系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)取得了較好的效果，但當(dāng)應(yīng)用于可再生能源耦合制氫儲氫系統(tǒng)分析時(shí)，由于軟件中制氫、儲氫仿真模塊多為固有模塊，導(dǎo)致相關(guān)工藝件多針對發(fā)電側(cè)的匹配分析，缺乏針對制氫/儲氫容量配置優(yōu)參數(shù)難以靈活調(diào)整。另外，現(xiàn)有可再生能源綜合利用仿真軟化和用氫側(cè)需求特性分析相關(guān)模塊。

中國在可再生能源綜合利用系統(tǒng)仿真分析軟件研究方面起步較晚，尚無商業(yè)化應(yīng)用的成熟軟件，多依托于HOMER、Matlab/Simulink、GAMS、PSCAD/EMTDC、PowerFactory等軟件進(jìn)行初步研究和二次開發(fā)。王侃宏等[35采用兩階優(yōu)化匹配分析將HOMER軟件和人群優(yōu)化算法結(jié)合，以系統(tǒng)總凈現(xiàn)成本和負(fù)荷缺電率最低為優(yōu)化目標(biāo)，對比不同設(shè)計(jì)方案下系統(tǒng)的配置結(jié)果。蔡國偉等[361針對風(fēng)光氫綜合能源系統(tǒng)研究其優(yōu)化配置與協(xié)調(diào)控制策略，定量分析基于HOMER軟件的耦合制氫與燃料電池系統(tǒng)的容量優(yōu)化配置，并結(jié)合Matlab分析其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。王靖等7基于GAMS平臺建立可再生能源發(fā)電與化工領(lǐng)域加氫系統(tǒng)耦合的電-氫協(xié)調(diào)儲能系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，以電-氫儲能系統(tǒng)總費(fèi)用最小為目標(biāo)，確定了電-氫儲能系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置和功率調(diào)度方案?？傮w而言，中國在可再生能源綜合利用系統(tǒng)理論研究方面已取得較多成果，但尚需吸收國外仿真分析軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)制氫、儲氫及用氫側(cè)模塊化設(shè)計(jì)及開發(fā)。

2.2可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)模型研究

如圖4所示為可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)模型研究框架，主要包括確定輸入?yún)?shù)、明確系統(tǒng)運(yùn)行策略、選取目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)、構(gòu)建優(yōu)化算法/仿真軟件和計(jì)算結(jié)果輸出。根據(jù)研究方向分類，可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)模型研究方向主要包括系統(tǒng)控制策略優(yōu)化、制氫/儲氫容量配置優(yōu)化和系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化[37]，相關(guān)研究匯總?cè)绫?所示。

首先，在系統(tǒng)控制策略優(yōu)化研究方面，現(xiàn)有研究主要集中在發(fā)電側(cè)的控制優(yōu)化，對于電網(wǎng)穩(wěn)定性研究較為深入。但現(xiàn)有系統(tǒng)控制策略優(yōu)化研究未充分考慮制氫、儲氫技術(shù)和用氫側(cè)需求對系統(tǒng)控制策略的影響，如不同類型電解槽的啟動時(shí)間、用氫側(cè)需求波動峰值等。其次，制氫/儲氫容量配置優(yōu)化研究相對較少，主要集中于孤島或微網(wǎng)系統(tǒng)，缺乏可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)情景研究。可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)在不同的應(yīng)用場景下缺乏統(tǒng)一的制氫儲氫容量匹配原則，多采用風(fēng)光出力中長期預(yù)期曲線擬合出力曲線作為容量配置基準(zhǔn)參考，對極端惡劣氣候情況考慮不足，且未充分考慮用氫側(cè)不同場景下的需求波動性。最后，影響系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的因素主要包括當(dāng)?shù)仫L(fēng)光資源條件、風(fēng)光機(jī)組裝機(jī)成本及出力、制氫/儲氫裝備成本及容量、氫氣售價(jià)、外購電價(jià)格等?，F(xiàn)有經(jīng)濟(jì)性分析對于極端天氣情況下電網(wǎng)外購電、氫氣供應(yīng)短缺等懲戒成本考慮較少，且缺乏針對不同地區(qū)的長周期技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比分析。

3總結(jié)

可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)根據(jù)與電網(wǎng)的連接關(guān)系可分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種系統(tǒng)。離網(wǎng)型系統(tǒng)多用于孤島等結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)靈活的電力系統(tǒng)，工程應(yīng)用較多，而并網(wǎng)型系統(tǒng)尚處于研究階段，尚無成熟的商業(yè)模式。國際針對可再生能源綜合利用系統(tǒng)已開發(fā)出多個(gè)成熟仿真分析軟件，在風(fēng)電、光伏容量配置優(yōu)化和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析方面取得較好效果，但是在制氫、儲氫和用氫側(cè)等氫能相關(guān)模塊方面缺少針對性優(yōu)化空間，不適用于可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫復(fù)雜應(yīng)用場景。可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)模型研究多集中于發(fā)電側(cè)控制策略優(yōu)化和系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，在制氫/儲氫容量配置優(yōu)化方面較為缺乏，尤其是針對不同場景下制氫、儲氫關(guān)鍵特性參數(shù)和用氫側(cè)需求波動的適配性研究。深入開展可再生能源大規(guī)模制氫及儲氫系統(tǒng)研究，加強(qiáng)制氫、儲氫技術(shù)作為解決發(fā)電側(cè)間歇性和用氫側(cè)波動性之間協(xié)調(diào)匹配問題的橋梁作用，對于推動氫能與可再生能源深度融合、構(gòu)建低碳能源新體系具有重大意義。

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RESEARCH PROGRESS ON RENEWABLE ENERGY SYSTEMCOUPLED WITH LARGE-SCALE HYDROGENPRODUCTIONAND STORAGE

Zhang Sheng1，Zheng Jinyang2，Dai Jianfeng1，Wang Xin3，Li Haoran1

（1.China Electric Power Planning amp;Engineering Institute，Beijing 100120，China;

2.College of Energy Engineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou 310027，China;

3.Huadian Heavy Industries Co.，Ltd.，Beijing 100071，China）

Abstract：Renewable energy system coupled with large-scale hydrogen production and storage is an important way to achieve the deepintegration of hydrogen energy and renewable energy in the new power system.In the review，the type and structure of renewable energysystem coupled with large-scale hydrogen production and storage are introduced.The characteristics of generation side，thetechnicalcharacteristics of hydrogen production and storage，and the fluctuation of demand side are also analyzed.The status of simulationsoftware for renewable energy system is introduced.Research focuses in system model，such as the control strategy，thecapacityoptimization of hydrogen production and storage，and technical economy analysis，are studied in detail.

Keywords：renewableenergy;hydrogenproduction;hydrogenstorage;energystorage;systems analysis