1.风氢耦合发电

随着可再生能源的蓬勃发展，传统电力系统结构和功能已经满足不了新能源发电并网要求。美国等发达国家将风氢耦合发电作为解决风电上网难等问题的新技术手段，风氢耦合系统从结构方面考虑主要分为四部分，分别为风电机组、氢氧储能、电磁储能以及交直流变换部分。风电机组是实现风能到电能转换的主要设备，其为风氢耦合系统提供能源的输入;氢氧储能主要包括电解槽和燃料电池两部分，通过电解槽和燃料电池可以实现氢-电-氢的能量转换关系;电磁储能实现存储电能;交直流变换器不改变能源形式只实现电能质量的改变。通过明确风氢耦合系统各部分结构，建立各功能单元模型和等效电路，为其发展和应用奠定基础。

2.风氢耦合发电特点

(1)电解槽分类和特点

水电解制氢电解槽是利用直流电极将水电解成氢和氧的一种设备，传统电解槽是在稳定电能条件下，定氢生产率运行的，而风氢耦合发电系统中的风电具有间歇性、随机性等特点，因而电解槽应具有不稳定电能条件下安全、可靠和高效制氢的能力。目前世界上的风电制氢系统普遍采用的是碱式和质子交换膜(proton exchange membrane，PME)式电解槽，因为这两种电解槽可在间歇波动性功率、大压力、高电流密度、低电压下稳定运行。

(2)储氢方案和特点

氢作为一种能源载体，可替代传统的储能，是一种较具前途的新型储能方式。氢的存储方式有压缩气态、低温液态(如金属氢化物、碳材料等)和固态(如甲醇、氨等)。其中，压缩气体储氢是氢规模化存储的首选方式。

压缩气态储氢方式下的能量损失相对较少，且具有较高的转换效率;活性炭在低温条件下也具有较高的效率。由于风氢耦合发电系统中风电制氢的时间较长，因而具有较低能量损失、较高效率的压缩气态储氢较适用于风氢耦合发电系统。储氢系统在启动时存在时滞，如果其时滞超过燃料电池的启动时间，将增加电池储能的容量，减小氢存储系统的动态响应时间。

(3)FC分类和特点

风氢耦合发电系统中，低温燃料电池因具有灵活启停、适应间歇性运行的特性而受到广泛应用。但燃料电池普遍具有响应时间不能满足负荷瞬时变化及风电瞬时功率波动的特性，因而需与超级电容器、飞轮储能、电池储能等配合应用，才能达到较高的电能质量。

以上梳理了风氢耦合发电技术的定义及特点，希望对你有所帮助，如果你想了解更多相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

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