التحكم المنسق في محولات غشاء تبادل البروتون ومحوّلات القلويات لميكروشبكة معزولة تعمل بالطاقة من الرياح إلى الهيدروجين

في السنوات الأخيرة، تم مناقشة تطوير طاقة الهيدروجين على نطاق واسع، لا سيما بالاقتران مع مصادر الطاقة المتجددة، مما يتيح إنتاج الهيدروجين "الأخضر". مع الزيادة الكبيرة في توليد الطاقة من الرياح، تعتبر أنظمة تحويل الرياح إلى هيدروجين (W2H) حلاً واعدًا للحصول على الهيدروجين الأخضر. ومع ذلك، فإن النسبة العالية من طاقة الرياح والمحوّلات في نظام W2H كبير الحجم ستؤدي إلى مشكلة استهلاك الطاقة المتجددة وتقليل استقرار التردد. تحلل هذه الورقة الخصائص التشغيلية والجدوى الاقتصادية للمحوّلات الشائعة، مما يؤدي إلى اقتراح مخطط منسق لإنتاج الهيدروجين يتضمن كلاً من محوّل غشاء تبادل البروتون (PEM) ومحوّل قلوي (ALK). بعد ذلك، يتم اقتراح التحكم المنسق بناءً على التحكم التنبؤي بالنموذج (MPC) لتنظيم تردد النظام في ميكروشبكة W2H كبيرة الحجم. أخيرًا، تظهر نتائج المحاكاة أن النظام تحت التحكم المنسق للمحوّلات PEM/ALK لا يكيف فقط الطاقة المتقلبة من الرياح بمرونة، بل يحافظ أيضًا على استقرار التردد في مواجهة الاضطرابات الكبيرة. مقارنة بالنظام التقليدي الذي يحتوي على جميع المحوّلات ALK، يتم تقليل انحراف التردد في هذا النظام بنسبة 25%، ويتم تقصير وقت التنظيم بنسبة 80%، ويتم تقليل الطلب على نظام التخزين الطاقي (ESS). تؤكد النتيجة فعالية MPC وفوائد مخطط إنتاج الهيدروجين المنسق بمحوّلات PEM/ALK.