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申请/专利权人:大连理工大学;国网安徽省电力有限公司经济技术研究院;国网能源研究院有限公司
摘要:本发明提供一种PEM电制氢系统全寿命周期经济性评估方法及装置,首先依据PEM电解槽的衰减原理,建立变功率运行的PEM电解槽效率衰减量计算模型;基于此,计算变功率运行的PEM电解槽寿命,进而计算变功率运行的PEM电解槽全寿命周期投资成本与运行成本;然后,考虑变功率运行PEM电解槽效率与寿命随时间变化的特性,计算其全寿命周期的收入;最后,考虑考虑时间价值,计算PEM电解制氢系统全寿命周期的净现值。本发明将PEM电解槽变功率运行的效率与寿命变化考虑到其全寿命周期的经济性评估中,与现实模型更贴近,使其经济系评估更加精细与准确。
主权项:1.一种PEM电制氢系统全寿命周期经济性评估方法,其特征在于,包括如下步骤:1依据PEM电解槽的衰减原理,建立变功率运行的PEM电解槽效率计算模型,包括:基于PEM电解槽效率衰减原理,构建PEM电解槽全寿命周期的衰减量与其寿命周期内额定功率运行时间的函数关系;基于所述函数关系建立变功率运行的PEM电解槽效率计算模型,包括:所述函数关系包括PEM电解槽时段t的末尾时刻电压效率、PEM电解槽时段t的初始效率、时段t衰减效率及时段t恢复效率;基于所述PEM电解槽时段t的末尾时刻电压效率、PEM电解槽时段t的初始效率、时段t衰减效率及时段t恢复效率得到如下PEM电解槽效率计算模型:ηt,end=ηt,strat-ηt,d+ηt,c1式1中,ηt,end为PEM电解槽时段t的末尾时刻电压效率,ηt,start为PEM电解槽时段t的初始效率,ηt,d与ηt,c分别为时段t衰减的效率与恢复的效率;2基于步骤1得到的变功率运行的PEM电解槽效率计算模型,计算变功率运行的PEM电解槽寿命,包括:PEM电解槽长时运行初始工作电压上升,当PEM电解槽初始工作电压上升至最大工作电压时,更换电解槽;若考虑效率衰减,变功率运行PEM电解槽寿命的计算如式2所示: 式2中,Tcell表示变功率运行PEM电解槽的寿命,Δηmax为一个PEM电解槽最大的衰减量,Δt为单位时间;3基于步骤2得到的变功率运行的PEM电解槽寿命,计算变功率运行的PEM电解槽全寿命周期投资成本;4基于步骤1与步骤2得到的变功率运行的PEM电解槽效率计算模型与电解槽寿命,计算变功率运行的PEM电解槽全寿命周期运行成本;5基于步骤1与步骤2得到的变功率运行的PEM电解槽效率计算模型与电解槽寿命,计算变功率运行的PEM电解槽全寿命周期的售氢收入;6基于时间价值,计算PEM电解制氢系统全寿命周期的净现值。
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