我國綠氫產業自2022年《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》推出以來加速發展,眾多綠氫示范項目在2024年迎來開工潮,促使氫能行業進入爆發期。國內綠氫項目方興未艾,但綠氫產業仍處于發展初期階段,普遍面臨“是否經濟高效、是否安全可靠”等難題。
目前國內綠氫應用仍以合成氨、合成甲醇等化工行業為主。有研究表明,當前綠氫項目主要集中在新能源基地規模化制氫與綜合利用,其規模化推廣及電-氫協同效應充分發揮的關鍵問題在于:如何提高電力-綠氫-化工系統的協同規劃、集成設計、柔性控制及能量管理水平。
科梁iEnergyLab-H2綠氫系統規劃與設計優化軟件,從大規模新能源制氫系統的工程化需求出發,提供電力-綠氫-化工耦合系統的全流程生產模擬和分析功能,為綠氫系統規劃及設計方案的驗證與優化、電-氫-化工系統協同控制和高效經濟運行提供技術和平臺支撐。

iEnergyLab-H2軟件平臺主要包含應用端和服務端兩部分。
n 應用端:提供軟件服務端與用戶的圖形用戶交互,包括綠氫系統方案、參數配置、運行策略選取、數據可視化、仿真模擬結果分析等功能模塊。
n 服務端:也即軟件的模型計算內核,提供綠氫系統全流程仿真模擬計算功能,主要包括綠氫系統仿真模型和模型計算平臺。服務端接收用戶配置信息和計算任務,通過資源調度和模型計算微服務,將任務分配至計算單元并執行。

n 綠氫系統全流程生產模擬
平臺根據綠電、綠氫及以化工合成為主的氫能應用場景的工藝特性及控制特點,將電源、電網、儲能、制氫、用氫等環節進行整合,實現綠氫產業上下游整體規劃設計,并覆蓋氫能制-儲-用全流程生產模擬,對綠氫系統協同規劃及設計方案進行仿真驗證優化。
n 綠氫系統多應用場景模擬
用戶依據能源類型、出力特性、化工產品需求等方面對綠氫系統進行自定義配置,對電源及儲能、制氫、儲氫、化工合成等單元進行選型、定容,探索各種組合的并、離網綠氫系統配置方案。
n 綠氫系統多運行方式模擬
提供不同電解槽集群柔性調控策略和系統整體能量管理策略組合選項,以驗證系統在不同容量配比、不同運行調控策略下的整體效率和經濟性。
n 綠氫系統參與電網調峰模擬
實現電制氫、化工合成整體作為高度可調節負荷,追蹤新能源出力和支撐大電網靈活運行的可行性驗證。
n 數據可視化功能
實現新能源發電量、購電量、制氫量、制氫效率等關鍵參數實時在線監測功能,并提供不同設計方案的關鍵參數對比分析功能。
n 經濟性分析功能
根據可再生能源利用小時數、儲能、制氫系統、化工合成系統等關鍵設備運行模擬數據,測算不同應用場景下綠氫制取及綠色化工產品的平均化成本,尋找符合項目設計目標的最佳方案。

n 適用范圍廣、覆蓋全
適用于多種電源組合、多種制氫組合、多種終端應用場景的綠氫項目的規劃設計及運行優化,為此類項目的高效經濟運行提供技術支撐。
n 模型可信度高
模型基于iEnergyModel-H2綠氫仿真模型庫創建,涵蓋新能源發電、電解制氫、儲氫、輸氫、用氫等全產業鏈的設備動態模型;模型庫針對電力-綠氫-化工等多能源、多時空耦合特性,在統一模型框架下構建,并經過工程化驗證。
n 計算效率快
綠氫系統仿真模型兼顧模擬精度及計算速度,支持加速仿真計算,加速倍率可達10000倍及以上,短時間內即可實現綠氫系統長時間尺度時序動態仿真和全流程模擬。
n 系統運行策略多樣
支持多類型多規格多機集群調控方式和系統能量管理策略選取,考慮到制氫設備的冷、熱機狀態、啟停時間、啟停組合以及功率分配等。
n 用戶自定義程度高
支持用戶自定義制氫平均化成本等經濟性指標的測算公式或方法,同時也支持用戶新增其它經濟性、能效參考指標,自定義相關系統評估指標及計算方法。
n 模塊化集成程度高
平臺基于模塊化結構設計,易于實現與其它平臺的集成和數據共享,亦可與科梁綠氫系統暫態仿真平臺等聯合使用,模擬設備在極端條件下的運行狀態和控制方法,從而深度優化項目的設計方案和運行方式。
