TCECA-G 0310-2024 離網制氫靈活消納與柔性化工系統(tǒng)開發(fā)規(guī)范

ICS01.040.71CCSG00.09團 體 標 準T/CECA-G0310—2024離網制氫靈活消納與柔性化工系統(tǒng)開發(fā)規(guī)范Technicaldevelopmentspecificationsforflexibleconsumptionandflexiblechemicalsystemsofoff-gridhydrogenproduction2024-08-26發(fā)布 2024-08-27實施中 國 節(jié) 能 協(xié) 會 發(fā) 布T/CECA-G0310—2024T/CECA-G0310—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目 次前言 III引言 IV范圍 1規(guī)范性引用文件 1術語和定義 2系統(tǒng)構成和技術體系框架 3系統(tǒng)構成 3概述 3新能源發(fā)供電部分 3制氫部分 4柔性化工部分 4技術體系框架及相互關系 4概述 4系統(tǒng)全生命周期管理 5系統(tǒng)運行 5系統(tǒng)設計與系統(tǒng)運行協(xié)調關系 5全流程控制系統(tǒng) 5離網電力部分要求 5電解制氫部分要求 6柔性化工部分要求 7系統(tǒng)運行技術要求 7離網電力部分 7新能源出力多時域預測技術 7離網電力供需平衡技術 8離網電力系統(tǒng)調峰調頻技術 8離網電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行要求 8電解制氫部分 9電解制氫系統(tǒng)控制技術 9電解制氫本質運行安全技術 9儲氫系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測與能量優(yōu)化控制 9柔性化工部分 10多工況柔性化工控制參數自整定技術 10柔性化工在線調度優(yōu)化決策技術 10柔性化工生產實時優(yōu)化技術 11柔性工藝生產實時監(jiān)測故障分析與處理技術 11全流程控制系統(tǒng)要求 11安全性 11協(xié)同性 12可靠性 12經濟性 12評價方法 12技術體系評價 12離網電力部分 12電解制氫部分 13柔性化工部分 13全流程控制系統(tǒng) 13評價過程 13檢測報告 13符合性認證 13設立認證機構 13認證標識 13參考文獻 15前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由清華大學提出。本文件由中國節(jié)能協(xié)會歸口。本文件起草單位：清華大學、清云智通（北京）科技有限公司、中國化學工程集團有限公司、四川大學、隆基綠能科技股份有限公司、內蒙古龍源新能源發(fā)展有限公司、厚普清潔能源集團工程技術有限公司、中國標準化研究院、北京億通氫能與燃料電池技術創(chuàng)新研究院、中煤信息技術（北京）有限公司、中能建氫能源有限公司、北京能源國際控股有限公司、吉林電力股份有限公司、中國中煤能源集團有限公司、國能數智科技開發(fā)（北京）有限公司、天際智控技術（蘇州）有限公司、內蒙古科技大學、華東理工大學、華陸工程科技有限責任公司、中國成達工程有限公司、內蒙古電力勘測設計院有限責任公司、清華四川能源互聯網研究院、中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司、北京大學、海德氫能源科技（江蘇）有限公司、天津市電池行業(yè)協(xié)會、天津科杰機電科技有限公司。本文件主要起草人：黃德先、張志強、陳曦、吉旭、宗建芳、王健、邱一葦、周銳、馬明水、張吉、李庚達、董碧軍、李錦東、王雪、王喜升、唐城、李京光、梁寧川、徐云龍、王旋、何適、胡紋溪、姚蔚利、洪苗、邢少妹、孫晨、鮑威、張智羽、余亞東、李陸星、張鎮(zhèn)、周芳、韓曉亮、肖偉、蔣成、劉剛、王笑楠、張川、姚昌晟、楊志剛、王欣、張黎雯、王華明、張?zhí)扃?、邱議、劉喆軒、薩仁高娃。本文件為首次發(fā)布。引 言在全球能源結構轉型和低碳經濟發(fā)展的大背景下，可再生能源中風光發(fā)電規(guī)模逐步擴大，這種波動性、間歇性、不確定性的電力消納會造成極大的沖擊。利用可再生能源中風光發(fā)電電解水制取“綠本文件的制定原因是風光發(fā)電離網制氫可減少對傳統(tǒng)電網的依賴，利用海上風電、陸上大型風光基地等新能源資源進行制氫，從而實現能量的高效轉化和儲存。在實際推進過程中，需要解決可再生能源中風光發(fā)電穩(wěn)定性、電解槽技術、系統(tǒng)集成度和可靠性、基礎設施配套缺乏、政策引導和市場機制保障以及安全標準和技術規(guī)范等多重難題。本文件的制定目的在于為風光發(fā)電離網制氫靈活消納的柔性化工系統(tǒng)涉及的技術開發(fā)提供參考。通過提供具體的規(guī)范，包括系統(tǒng)構成、系統(tǒng)設計和運行技術要求等內容，以指導柔性化工系統(tǒng)的設計和制造。通過標準制定和實施，進一步推動離網制氫技術的規(guī)模化和商業(yè)化應用，確保其在實際操作中的可行性和安全性。本文件的作用包括三個方面：優(yōu)化能源管理和調度，通過離網制氫系統(tǒng)，可實現電能和氫能的有效管理和調度，提高能源利用效率；降低投資和運營成本，利用離網制氫系統(tǒng)可降低并網投資成本和電解水制氫的總體成本，提升經濟效益；通過自動化、信息技術和化工生產等技術手段的柔性化工生產化工生成的靈活性、適用性，提高能源利用效率；推動技術創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展。T/CECA-G0310—2024T/CECA-G0310—2024PAGEPAGE10網制氫靈活消納與柔性化工系統(tǒng)技術開發(fā)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了離網制氫靈活消納與柔性化工系統(tǒng)設計和系統(tǒng)運行技術要求及評價方法。本文件適用于離網制氫靈活消納與柔性化工系統(tǒng)涉及的技術開發(fā)活動。規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T150.11部分：通用要求GB/T150.22部分：材料GB/T150.33部分：設計GB/T156標準電壓GB/T13458合成氨工業(yè)水污染物排放標準GB/T19774水電解制氫系統(tǒng)技術要求GB/T19963.1風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定第1部分：陸上風電GB/T19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定GB/T20720（所有部分）企業(yè)控制系統(tǒng)集成GB/T25382離網型風光互補發(fā)電系統(tǒng)運行驗收規(guī)范GB/T29544離網型風光互補發(fā)電系統(tǒng)安全要求GB/T29729氫系統(tǒng)安全的基本要求GB/T31464電網運行準則GB/T36547電化學儲能系統(tǒng)接入電網技術規(guī)定GB/T3699437563壓力型水電解制氫系統(tǒng)安全要求GB/T38899化工行業(yè)能源管理體系實施指南GB/T40607調度側風電或光伏功率預測系統(tǒng)技術要求GB/T42288電化學儲能電站安全規(guī)程GB/T42457工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)信息安全產品安全開發(fā)生命周期要求GB50160石油化工企業(yè)設計防火標準GB51048電化學儲能電站設計規(guī)范DL/T5003電力系統(tǒng)調度自動化設計規(guī)程HG/T4175 化工裝置儀表供電系統(tǒng)通用技術要求HG20546 化工裝置設備布置設計規(guī)定HG/T20549化工裝置管道布置設計規(guī)定HG20557 工藝系統(tǒng)設計管理規(guī)定HG20558 工藝系統(tǒng)設計文件內容的規(guī)定HG20559 管道儀表流程圖設計規(guī)定HG20571 化工企業(yè)安全衛(wèi)生設計規(guī)定JB/T5903 水電解制氫設備SH/T3082 石油化工儀表供電設計規(guī)范術語和定義下列術語和定義適用于本文件。新能源newenergy為減少溫室氣體排放而開發(fā)利用的各種形式的能源。注：新能源通常包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能和核聚變能等清潔能源，其中風能和太陽能已獲得廣泛利用，其特點是獲取便利，存在不可控的隨機性、波動性和間歇性。[來源：GB/T31464-2022，3.1.10]離網off-grid不依賴于公共電網，完全采用區(qū)域或分戶獨立發(fā)電、供電的發(fā)用電運行模式。離網制氫off-gridhydrogenproduction利用離網（3.2）電力系統(tǒng)電解水生產氫氣。靈活消納flexibleconsumption通過儲能、制氫、儲氫、用氫等多種手段靈活轉化新能源所發(fā)電力的技術或運行模式，有效管理和利用各種電力資源應對電力供應和需求波動的能力。柔性化工工藝flexiblechemicalprocess結合自動化技術、信息技術和化工生產技術，在一定空間和一定時間范圍內非穩(wěn)態(tài)運行，具備適應不同新能源波動性（3.6）的靈活化工生產過程與方法。波動性volatility由于外部條件（如太陽能、風能等資源）不穩(wěn)定導致的發(fā)電功率在短時間內的快速變化。間歇性intermittence電功不能連續(xù)穩(wěn)定輸出的狀態(tài)。不確定性uncertainty電功輸出不可預測的變化。電解制氫系統(tǒng)electrolytichydrogenproductionsystem由單個或多個電解槽并聯形成的電解水制氫功能的有機整體。注：電解制氫系統(tǒng)不包含電力系統(tǒng)。出力electricalpoweroutput新能源資源發(fā)電產生的電力輸出。系統(tǒng)構成和技術體系框架系統(tǒng)構成概述離網制氫靈活消納的柔性化工系統(tǒng)構成涵蓋新能源發(fā)電部分、制氫部分和柔性化工部分，可視為“電-氫-化工”的結構體系。新能源發(fā)供電部分新能源發(fā)供電部分，即電力部分包含源（發(fā)電、網（輸電、荷（用電）和儲（儲能）的多向協(xié)同和靈活互動。由于新能源風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等存在波動性、間歇性、隨機性，電力部分需采取儲能技術為下游制氫部分和柔性化工部分提供相對可靠電力供應。為優(yōu)化儲能系統(tǒng)規(guī)模、儲能系統(tǒng)充15min24h各時間尺度下新能源的出力預測技術、供需平衡技術。其中，儲能部分應具備保證系統(tǒng)功率實時平衡的能力，同時可提供構網支撐能力維持系統(tǒng)安全運行。為適應離網新能源不穩(wěn)定的特性，儲能系統(tǒng)應具備以下幾個功能：提供頻率和電壓的參考和暫態(tài)支撐；平滑間歇性電源功率波動；增加備用容量，提高電網安全穩(wěn)定性和供電質量。同時儲能還應具備構成微網的能力，實現微網內部電力平衡，為負荷提供平穩(wěn)電力，提高用電可靠性。制氫部分制氫部分，一般為由不同類型、不同規(guī)格、不同運行性能電解設備、分離純化設備、儲氫設備、公用工程等構成的電解水制氫系統(tǒng)。為適應離網新能源系統(tǒng)規(guī)模，電解制氫系統(tǒng)需具備動態(tài)負荷調整能力，冷、熱狀態(tài)下的快速啟停能力，以及與離網新能源供電系統(tǒng)15min的電功平衡能力。儲氫部分應具備足夠的儲備緩沖能力，滿足低風光出力時段下游柔性化工部分低負荷或安全用氫的需求，在高風光出力時段具備緩存氫氣的能力并平抑氫氣波動。柔性化工部分傳統(tǒng)的化工工藝裝置具有“安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、最優(yōu)化”的生產運行特點。面對新能源不確定特性的柔性化工裝置設計，具備寬范圍、高頻次、高速率、高適應性的負荷調整能力，確保裝置滿足新能源出力特性下的運行要求。為此需廣泛采用“電、氫、化工”協(xié)同的先進運行技術體系，滿足裝置經濟性和安全性要求。技術體系框架及相互關系概述技術體系框架，包含系統(tǒng)設計要求和系統(tǒng)運行技術。整體結構如圖1所示。應做到系統(tǒng)設計要求與運行技術相協(xié)同。設計包括適應離網制氫技術要求的電力設計、離網電解制氫設計和柔性化工設計。系統(tǒng)運行技術為針對上述三個部分的系統(tǒng)一體化運行相關技術。圖1技術體系框架示意圖系統(tǒng)全生命周期管理系統(tǒng)全生命周期管理分為五個部分，包括需求分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)評估和系統(tǒng)實施。系統(tǒng)運行

圖2全生命周期管理框架圖系統(tǒng)的一體化控制技術，是指通過集成各個子系統(tǒng)和模塊，實現整個系統(tǒng)的協(xié)調、優(yōu)化和智能控制。系統(tǒng)應對新能源的波動性，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效運行。系統(tǒng)設計與系統(tǒng)運行協(xié)調關系系統(tǒng)設計應充分考慮系統(tǒng)的運行方式及潛在運行工況，各裝置容量應做冗余設計，滿足極端工況下系統(tǒng)可靠運行要求。全流程控制系統(tǒng)全流程控制系統(tǒng)由控制系統(tǒng)架構、控制流程、安全與優(yōu)化、信息交互等模塊構成，負責離網電力系統(tǒng)、制氫、化工合成等全流程的能量流、物質流、信息流管理，確保系統(tǒng)的高效運行和可靠供氫。離網電力部分要求適應離網制氫技術要求的電力設計應包括GB/T42731-2023所規(guī)定的風光發(fā)電規(guī)模、場站接入方式、電壓等級等電力系統(tǒng)設計內容，應重點關注風光電源、儲能容量、網架結構的設計，兼顧離網電力系統(tǒng)的安全性與經濟性。新能源離網電力部分設計可參考GB/T19963.1、GB/T19964、GB/T36994的設計原則，同時宜考慮以下要求：一體化考慮儲能系統(tǒng)規(guī)模大小，綜合考慮電力后端儲氫設施容量及“電儲氫+”系統(tǒng)控制策略，結合市場儲電、儲氫設備價格，合理配置儲能系統(tǒng)容量，整體離網系統(tǒng)應滿足新能源綜合利用率滿足指標，并保證經濟性要求。儲能裝置及儲能站技術要求可參照GB/T36547、GB51048、GB/T42288設15%，并全部或部分具備構網能力，維持發(fā)電、負荷波動條件下系統(tǒng)頻率、電壓穩(wěn)定，滿足化工部分安全停機時長要求；充分考慮各區(qū)域風電出力、光伏出力的特性，在資源條件允許的情況下充分利用風光互補特性，提升供電穩(wěn)定性，并采取相應措施滿足電能質量要求；GB/T38899、SH/T3082、HG/T4175要求，在設計過程中充分考慮應急供電系統(tǒng)，確保后續(xù)化工系統(tǒng)安全、可控運行；GB/T156要求設計，并保證不同運行工況下的電壓供電安全；離網系統(tǒng)中電力網絡在計及電源、儲能、無功補償裝置的短路電流支撐能力后，短路容量應滿足電源、制氫負荷正常接入運行；電力網絡可設計為單一互聯電力系統(tǒng)、多個獨立電力系統(tǒng)及多能互補耦合系統(tǒng)，設計方案應根據現場條件確定；應該綜合考慮經濟、穩(wěn)定原則，在源側、負荷側母線配置無功補償裝置或采用具備無功調節(jié)能力的電子電力器件；應根據電解制氫、柔性化工設備工作特性及負荷調整能力，配置對應的繼電保護裝置；充分論證不同電源技術對于系統(tǒng)柔性生產的必要性、可行性與經濟性，在保證安全經濟的條件下選擇最適應新能源離網制氫系統(tǒng)的電源。電解制氫部分要求水電解制氫系統(tǒng)設計應符合GB/T19774、GB/T20720和GB/T42457的技術要求，并滿足以下要求：電解制氫系統(tǒng)生產負荷應適應新能源電力特性，具備高電壓/30%~110%1%額定負載/s，實現靈活調度的生產模式；電解制氫系統(tǒng)設計應結合環(huán)境考慮，有效應對部分地區(qū)冬季嚴寒天氣，如采取必要的保溫或伴熱措施，使電解制氫系統(tǒng)盡量以熱啟動方式開機。根據工藝流程、設備性能選擇最優(yōu)的系統(tǒng)方案；設計時，應充分考慮電解系統(tǒng)運行情況，滿足安全設計原則，保證制氫系統(tǒng)的安全性，尤其應注意制氫系統(tǒng)低負荷運行時的氧中氫含量問題，保證氫氣含量在安全范圍內；氧氣側應確保安全排放設計，具備利用條件的可建設氣體儲罐滿足就地利用緩沖和轉運利用儲GB/T150.1、GB/T150.2、GB/T150.3;可考慮多氫源容納方案及系統(tǒng)穩(wěn)定性，如生物質制氫等，增強氫氣供應穩(wěn)定性；宜考慮制氫部分與柔性化工部分配套公用工程整體設計，并滿足制氫工段與化工合成工段的快速負荷調整的要求；JB/T5903；電解系統(tǒng)各電解槽容量配比應綜合考慮電力部分年出力曲線與微網穩(wěn)定性，論證“基荷加變負荷”體系可行性與經濟性。柔性化工部分要求針對柔性化工系統(tǒng)設計，應開發(fā)柔性化工工藝包。柔性化工系統(tǒng)設計應滿足常用傳統(tǒng)化工工藝設計標準，如GB13458、GB50160、HG20557、HG20558、HG20559、HG20571、HG/T20549和HG20546，且同時滿足以下要求：具備寬范圍的負荷調整能力，滿足裝置變負荷速率要求；采取特定熱備工藝設計，極端無風無光情況下，可在小時級別實現快速啟停；設計時，宜充分考慮壓力容器的設備操作疲勞邊界，遵循疲勞設計原則，提升柔性化工系統(tǒng)安全性；在設計上與電解制氫部分聯動，考慮消納副產物氧氣需求；GB/T150.1、GB/T150.2、GB/T150.3，應對電力負載波動與化工合成負載波動的調節(jié)間隙，實現化工相關系統(tǒng)間的緩沖解耦，平抑原料氣流量沖擊，在安全前提下實現功率快速調節(jié)；合成氣、原料氣壓縮機選型應結合新能源出力情況、微網穩(wěn)定性、化工設備運行下限及控制策略綜合考慮，對離心機、往復機等不同種壓縮機進行比選論證，完成經濟性與柔性間的平衡；產物存儲能力設計應綜合考慮生產能力及消納地點、方式與途徑，在經濟安全的條件下實現生產與消納間的動態(tài)平衡；控制策略和調節(jié)手段應能適應柔性生產的需求，其控制邏輯、調節(jié)速率和范圍在一定程度上應能匹配新能源出力波動導致的氫氣產量變化而造成的負荷波動；在設計上應考慮模塊化設計，增強系統(tǒng)通用性、兼容性和可拓展性；在設計上應考慮高效能源管理，實現裝置可持續(xù)性。系統(tǒng)運行技術要求離網電力部分離網電力系統(tǒng)的運行應充分在風力發(fā)電場站、光伏發(fā)電場站和儲能場站之間協(xié)調，確保各裝置在運行期間滿足安全要求。電力部分的運行需滿足離網制氫系統(tǒng)的長期電力電量平衡要求，滿足離網電力系統(tǒng)的電壓、頻率波動范圍不超過允許范圍和不觸發(fā)保護，向電解制氫部分提供可靠電力供應。新能源出力多時域預測技術新能源出力多時域預測技術評價可參考GB/T40607，同時滿足：標準化數據傳輸，與一體化調度決策控制系統(tǒng)實現數據聯通；形成預測歷史數據庫并可據此進行自優(yōu)化；15min24h（日前）內的風光出力情況；d)具備靈活性和可擴展性，能夠適應不同地區(qū)、不同氣候條件下的新能源預測需求。離網電力供需平衡技術離網電力供需平衡技術，通過儲能管理及實時調度實現離網電力系統(tǒng)的電力分配與傳輸。調度自動化系統(tǒng)實現可參考DL/T5003。離網電力系統(tǒng)，應保證給下游制氫系統(tǒng)供應穩(wěn)定可靠的電力。離網電力供需平衡技術應達到以下要求：離網電力系統(tǒng)具備負載適應性，響應時間短、過載能力強、有效的波動和紋波的控制；離網制氫靈活消納的柔性化工系統(tǒng)中，極端情況下，若只在電力調度側無法實現供需平衡，應具備調整負荷側用電功率的指令計算和下發(fā)功能，可通過指令調整負荷側用電功率，通過一體化控制GB/T29544、GB/T25382前提下，優(yōu)先保障化工裝置最低安全運行負荷，若無法達到最低安全運行負荷，需要對化工裝置進行停車或熱備；48h10次。允許缺電或電力側故障情況下離網系統(tǒng)失電，但應具備自主黑啟動能力。通過調度儲能設備、應急電源，滿足化工裝置緊急停車需要；為實現上述要求，離網制氫靈活消納的柔性化工系統(tǒng)應配置能量管理系統(tǒng)，其功能應包括長期生產計劃功能、日前/日內生產計劃功能、實時能量平衡調節(jié)及控制功能、故障應急處理程序、黑啟動程序、功能等。離網電力系統(tǒng)調峰調頻技術調峰調頻技術在電力系統(tǒng)負荷波動期間，通過綜合調度發(fā)電設備和儲能系統(tǒng)來滿足變化的用電需求，以確保電力系統(tǒng)足夠彈性。應確保有功功率實時平衡控制，負荷輸出指令跟蹤，維持頻率變化在50Hz±2.5Hz以內?？紤]多場景、多地域、多時域下的多能互補，保證經濟性條件下分析儲電、儲熱、燃氫發(fā)電、抽水蓄能等多種儲能調峰方式可行性。有功平衡同時，電解水制氫場站應具備就地動態(tài)實時無功電壓平衡控制能力，具備調動系統(tǒng)內可用無功出力資源，保證系統(tǒng)無功實時平衡、優(yōu)化電壓分布節(jié)點電壓維持在0.9p.u.~1.1p.u.、保證系統(tǒng)電壓安全性、減少無功功率流動、降低網損不高于可再生出力的5%，提高系統(tǒng)運行經濟性的能力。離網電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行要求離網電力系統(tǒng)安全運行應滿足以下要求：離網電力系統(tǒng)在正常負荷調度波動、電源出力波動和調整有功/無功潮流時，均不應發(fā)生自發(fā)振蕩；離網電力系統(tǒng)在風光的基礎上，可兼容水電、燃氣電、柴電等不同類型的能源，合理配置不同類型能源的裝機規(guī)模和布局，具備協(xié)調不同類型能源出力的能力，保障離網系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行；離網電力系統(tǒng)中任意設備或器件發(fā)生單一故障時，應能保持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；離網系統(tǒng)應有足夠的備用容量，以保障系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，維持系統(tǒng)頻率、電壓的正常水平，備用容量應分配合理，并有必要的調節(jié)手段；離網電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須有預定的措施，防止事故范圍擴大。電解制氫部分電解制氫系統(tǒng)控制技術電解制氫系統(tǒng)控制技術應實現以下要求：實現協(xié)同控制，通過集中的控制策略協(xié)調多個電解槽的運行，同時允許各電解槽根據自身狀態(tài)進行自主調整；系統(tǒng)控制技術應具備一定的靈活性，以適應不同規(guī)模和類型的電解制氫單元的集成，同時支持新技術的快速集成和更新；保障網絡通信的可靠性和安全性，系統(tǒng)中的各個單元需要能夠通過網絡實時通信，以實現數據共享和協(xié)同控制；根據實時電力供應，動態(tài)調整電解槽的負荷分配，確保電解槽在最佳狀態(tài)下運行；實時監(jiān)控電解制氫系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時檢測和處理故障，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性；通過優(yōu)化控制策略，降低電解槽的能耗，提高整體能效，減少運行成本；系統(tǒng)控制應具有較強兼容性，以適應多廠家電解制氫設備配置。電解制氫本質運行安全技術電解制氫本質運行安全技術，應提供電解水制氫系統(tǒng)定制化開發(fā)的全流程安全保障。電解制氫本質運行安全技術應滿足以下要求：確保氫氣的處理、儲存和排放符合GB/T29729、GB/T37563等相關安全標準，防止氫氣泄漏、積聚或不當排放，以減少爆炸的風險；根據電解水工藝特性，使用氧中氫監(jiān)測儀器，以及軟測量儀表，實現氣體雜質在線精準測量，嚴格控制氣液分離裝置出口氧中氫含量低于2%；宜設置處理副產氧氣系統(tǒng)，確保本質安全；電解槽及相關設備的設計應符合工程安全標準，包括耐高溫、耐腐蝕等特性，設備的結構和材料選擇應能承受高壓電解和化學反應的環(huán)境；對電解液應有安全措施，防止發(fā)生電解液噴出、漏液等問題，減少人員及設備損傷的風險；安裝并運行安全監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測關鍵參數如電流、電壓、溫度和壓力等，以及氣體濃度和泄漏情況；嚴格管理和控制涉及的危險物質，如氫氣和腐蝕性電解液，采取適當的應急處置措施，制定完善的應急響應和事故處理流程，防止事故發(fā)生和擴大。儲氫系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測與能量優(yōu)化控制為提高儲氫系統(tǒng)效率和穩(wěn)定性，需要對儲氫系統(tǒng)中各個組件和運行參數進行實時監(jiān)測、分析和優(yōu)化調整、減少儲氫系統(tǒng)能量消耗。儲氫系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測與能量優(yōu)化控制，應達到以下要求：根據監(jiān)測結果和系統(tǒng)性能，實時調整控制策略，以適應外部環(huán)境和系統(tǒng)變化，保持系統(tǒng)的優(yōu)化運行狀態(tài)；根據實時能源供應情況和負荷需求，智能地調整儲氫系統(tǒng)的運行模式和參數設置，以實現動態(tài)的能量平衡；d）儲氫系統(tǒng)應考慮多種不同氫源混合導致的安全風險，可設置多類型儲氫方案，減少儲氫過程安全風險；e)儲氫系統(tǒng)的設計和運行調度應考慮疲勞退化；f）儲氫系統(tǒng)應結合下游應用考慮放氫的設計要求和保障措施；g)儲氫系統(tǒng)進出口壓力應與前后端設備需求壓力相匹配。柔性化工部分多工況柔性化工控制參數自整定技術多種操作工況下，通過靈活的控制參數調整，使系統(tǒng)在不同工況下能夠自動優(yōu)化運行性能。該技術涉及自適應（自整定）和智能控制策略，以應對系統(tǒng)在不同工作條件下的變化。該技術應達到以下要求：應考慮系統(tǒng)在不同操作工況下的特性和要求，確保控制策略在不同環(huán)境下能夠適應性地調整參數；利用系統(tǒng)模型，通過在線辨識技術實時更新系統(tǒng)的數學模型，以適應系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)工況條件下的安全運營；引入自適應控制算法，通過實時學習和調整控制參數，以優(yōu)化控制性能，確保系統(tǒng)在各種操作工況下的穩(wěn)定性和效率；在控制算法中考慮魯棒性，使其對系統(tǒng)參數變化或外部干擾具有較強的適應性和抗干擾能力；根據不同工況下的性能指標，設計優(yōu)化算法，自動調整控制參數，以實現在各種操作工況下的最佳性能。柔性化工在線調度優(yōu)化決策技術通過靈活的在線調度和優(yōu)化決策技術，實現生產過程的柔性化和高效化。結合實時數據監(jiān)測、先進優(yōu)化算法和決策支持系統(tǒng)，適應復雜多變的生產條件和需求變化。該技術應達到以下要求：柔性調度算法，能夠根據前端風光條件和制氫負荷的變化，調整生產計劃和調度方案，以適應不同的需求和條件；建立生產優(yōu)化決策支持系統(tǒng)，結合裝置加工能力、運行狀況及負荷情況，為生產計劃和調度提供決策支持；支持多目標決策?？紤]多個生產運營指標，如產品市場需求、銷售價格、生產成本、生產交付能力、運營成本、綠色收益等，綜合多個生產運營指標成本進行多目標優(yōu)化，支持3種以上多目標優(yōu)化算法，使得決策更全面、平衡；d）柔性化工生產實時優(yōu)化技術柔性工藝生產實時優(yōu)化應關注多個工況下的最優(yōu)生產條件，同時進行多因素、多目標優(yōu)化，尋找最優(yōu)的工藝操作點集，并根據裝置實時狀態(tài)進行迭代，達到實時優(yōu)化的目的。該技術應達到以下要求：DB21/T3869的要求，建立系統(tǒng)的模擬仿真模型或數字孿生系統(tǒng)，評測不同參數和操作對生產性能的影響；從復雜的生產環(huán)境中提供高效的生產優(yōu)化目標，為控制系統(tǒng)提供最佳的目標操作參數或調整邏輯；應優(yōu)化能耗，通過調整生產參數、設備運行模式等手段，提高能源利用效率；d）柔性化工裝置需要考慮在電力輸入波動情況下，裝置參數調節(jié)不暢或隨動性不足所引發(fā)的調控問題。柔性工藝生產實時監(jiān)測故障分析與處理技術柔性工藝生產實時監(jiān)測故障處理分析技術應對一體化系統(tǒng)進行全方位實時監(jiān)測，同時關注環(huán)境因素與裝置內部因素變化并分析，及時有效處理突發(fā)性故障，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行：與一體化系統(tǒng)監(jiān)管平臺或數字孿生系統(tǒng)結合，實現對生產過程各影響因素的實時監(jiān)控，并根據各因素量化信息進行故障分析；故障檢測處理技術應可自動快速可靠處理簡單系統(tǒng)故障并恢復，對于多級復雜故障也應具備一定處理能力；建立故障信息數據庫，故障多發(fā)點進行突出顯示；建立標準化安全環(huán)保應急處理程序，與故障監(jiān)控和分析系統(tǒng)聯動，確保工藝和系統(tǒng)安全。全流程控制系統(tǒng)要求安全性為保證整個系統(tǒng)的安全性，全流程控制系統(tǒng)應具備以下功能：滿足離網電力部分在正常運行時電壓、頻率在允許的范圍內變化，故障情況下應具備應急處理能力，應制定極端工況下的應對措施，確保系統(tǒng)運行安全；過程監(jiān)測與數據采集功能，實時監(jiān)測關鍵參數，如電流、電壓、溫度和壓力等，確保在安全范圍內運行；實施故障診斷功能，自動或半自動檢測設備運行狀態(tài)，提前發(fā)現潛在問題并計劃維護措施，減少停工時間和維修成本；設計直觀的操作界面，顯示實時數據和系統(tǒng)狀態(tài)，操作人員可以及時調整和響應。配備聲光報警系統(tǒng)，警示操作人員系統(tǒng)異?；蛭ｋU情況；與安全系統(tǒng)集成，實現過程異常時的快速響應和/或自動緊急停機，防止事故進一步擴大。協(xié)同性離網電力部分與電解制氫部分、柔性化工部分相互協(xié)調，根據風光發(fā)電預測信息對其進行協(xié)調調度，以實現風光資源的最大化利用。全流程控制系統(tǒng)的協(xié)同要求包括：各個子系統(tǒng)和模塊應能有效集成，確保數據和指令的無縫傳遞和互操作性；系統(tǒng)應具備快速響應和實時數據處理能力，及時監(jiān)測和調整生產過程中的各種參數和狀態(tài)；全流程控制系統(tǒng)應實現一體化管理，即通過統(tǒng)一的平臺或控制中心進行整體調度和管理；系統(tǒng)應具備較好的可擴展性，能夠根據生產需求和技術進步進行靈活擴展和升級?？煽啃匀鞒炭刂葡到y(tǒng)的可靠性要求包括：GB/T19963.1、GB/T19964所規(guī)定的故障穿越能力，以及應對極端工況的處理措施，保障電力可靠供應；系統(tǒng)中使用的各種儀器、儀表及關鍵設備應具備高可靠性和抗疲勞性能，能長時間穩(wěn)定工作并在惡劣環(huán)境下正常運行；控制系統(tǒng)本身應具備良好的穩(wěn)定性，在各種工作條件下保持穩(wěn)定的控制性能；系統(tǒng)應具備一定的故障容錯能力，在部分模塊或設備故障時能夠保持基本功能和生產能力。經濟性全流程控制系統(tǒng)的經濟性包括：應最大化利用風光發(fā)電資源，最優(yōu)化設計電力網架、儲能、儲氫及電解制氫裝置容量，降低離網制氫系統(tǒng)電力部分的投資和運行成本，提升一體化工程的經濟性；系統(tǒng)的設計和采購成