可再生能源混合电站的实时调度控制：整合海上风电、光伏、储能与P2X电解槽的创新算法研究

本研究针对混合可再生能源电站(HPP)调度误差问题，提出基于规则的多技术协调实时调度算法，整合海上风电场(WPP)、光伏电站(SPP)、电池储能系统(BESS)和P2X电解槽，实现双向功率流控制与频率服务功能，为大规模HPP运行提供标准化解决方案。

　　

随着全球能源转型加速，可再生能源混合电站(HPP)成为解决风能、太阳能间歇性问题的关键方案。然而，当海上风电、光伏、储能与制氢设备等多技术共存时，如何协调各组件应对市场调度误差、频率波动等实时挑战，成为制约HPP效能的核心瓶颈。传统单一技术调度方法难以处理多商品(电力与氢能)联产场景，特别是当需要同时满足电网规范要求与市场承诺时，亟需开发新型控制架构。

丹麦技术大学(DTU Wind and Energy Systems)与?rsted风电公司合作团队创新性地提出分层控制体系，在混合电站控制器(HPPC)中嵌入顺序规则调度算法。该研究首次整合了四大关键技术：海上风电场(WPP)、陆上光伏电站(SPP)、电池储能系统(BESS)和Power-to-X(P2X)电解槽，通过动态调整设定值实现三大突破——允许连接点(POC)双向功率流动、支持非对称频率服务、协调多商品联产。论文发表于《Renewable Energy》揭示了HPP在极端场景下的鲁棒性表现。

研究采用基于DigSilent PowerFactory的RMS模型验证算法性能，主要技术路线包含：1)构建三层控制架构(HPPC-TPC-AC)；2)开发顺序规则引擎处理15分钟级调度误差；3)设计频率服务拆分机制(上/下调储备)；4)模拟边缘案例(需求未满足/强制限电)。

HPP电气设计
配置800MW海上WPP与200MW陆上SPP，通过220kV电缆连接P2X(最大负载150MW)和100MW/400MWh BESS。特别考虑海上电缆的传输延迟对控制的影响。

HPP控制与调度
创新性地将频率服务从设备级提升至HPPC级，通过"充电状态优先权"等12条核心规则实现：WPP/SPP零弃光率时BESS充放电效率达92%，P2X负载调节响应时间<2秒。

案例研究
模拟显示在WPP发电骤降30%时，算法能在45秒内通过BESS放电(80MW)与P2X减载(50MW)维持POC功率稳定，频率偏差控制在±0.1Hz内。

该研究为含P2X的大规模HPP建立了首个标准化控制框架，其规则库设计支持快速扩展新技术。特别值得注意的是，研究首次论证了HPP作为"系统负载"运行的可行性——当可再生能源发电不足时，通过P2X从电网购电制氢的模式创新。未来可结合模型预测控制(MPC)进一步提升经济性，这项来自北欧风电巨头的实践成果，为全球海上风电枢纽的氢能联产提供了关键技术蓝本。