PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Applied Energy· 2026Q1

Heterojen Elektrolizörleri Koordineli Olarak Kullanan Şebekeden Bağımsız Yenilenebilir Güç-Hidrojen Sistemleri İçin Frekans Güvenliği Odaklı Üretim Planlaması

Frequency security-aware production scheduling of utility-scale off-grid renewable P2H systems coordinating heterogeneous electrolyzers

Jie Zhu, Yiwei Qiu, Yangjun Zeng, Shahab Dehghan ve diğerleri

Kısa özet

Yeni bir ortak optimizasyon çerçevesi, şebekeden bağımsız, kamu hizmeti ölçeğindeki yenilenebilir güç-hidrojen (ReP2H) sistemlerinin, heterojen elektrolizörleri (AWE'ler, PEMEL'ler) ve diğer kaynakları koordine ederek üretim planlaması yapmasını ve frekans düzenlemesi (FR) sağlamasını sağlıyor, bu da net hidrojen verimini ve yıllık kârı %28,96 oranında artırıyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Şebekeden bağımsız ReP2H sistemleri için frekans güvenliği odaklı üretim planlaması amacıyla birleşik bir ortak optimizasyon çerçevesi geliştirildi.
  • Heterojen elektrolizörleri (AWE'ler, PEMEL'ler) ve diğer kaynakları içeren sistem düzeyinde bir frekans tepki modeli oluşturuldu.
  • Aşama bazlı geçici frekans güvenliği kısıtlamaları türetilerek üretim planlamasına entegre edildi.
  • Vaka çalışmaları, ReP2H sistemlerinin Rüzgar Türbini FR yedeklerinin %55,52'sini ve Amonyak Yakıtlı Jeneratör FR yedeklerinin %96,85'ini değiştirebildiğini göstermektedir.
  • Yıl boyunca yapılan simülasyonlar, yıllık net kârda ortalama %28,96'lık bir artış göstermiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Renewable power-to-hydrogen (ReP2H) enables large-scale renewable energy utilization and supports the decarbonization of hard-to-abate sectors, such as chemicals and maritime transport, via hydrogen-based renewable ammonia and methanol fuels. As a result, utility-scale ReP2H projects are expanding worldwide. However, off-grid ReP2H systems exhibit low inertia due to their converter-dominated nature, making frequency security a critical concern. Although recent studies show that electrolyzers can contribute to frequency regulation (FR), their support capability depends on operating states and loading levels, creating a trade-off between hydrogen output and frequency security. To address this challenge, this work develops a unified co-optimization framework for frequency security-aware production scheduling of utility-scale off-grid ReP2H systems coordinating heterogeneous electrolyzers. A system-level frequency response model is established to capture multi-stage FR from alkaline water electrolyzers (AWEs), proton exchange membrane electrolyzers (PEMELs), and other resources, including ammonia-fueled generators retrofitted in co-located chemical plants, battery energy storage, and wind turbines (WTs). Stage-wise transient frequency security constraints are derived, reformulated into tractable forms, and embedded into production scheduling, enabling coordinated on/off switching and load allocation across electrolyzers to maximize hydrogen output under uncertain renewable power input while enforcing frequency security constraints. Case studies based on real-world systems demonstrate that the proposed approach allows hydrogen plants to replace 55.52% and 96.85% of FR reserves from WTs and AFGs, respectively, while improving the system-level net hydrogen yield by substantially reducing ammonia-fuel consumption. Year-long simulations show an average 28.96% increase in annual net profit resulting from reduced reliance on conventional reserves.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Applied Energy, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Enerji Mühendisliği ve Güç Teknolojisi

Energy Engineering and Power TechnologyEnergy