第49卷第3期：1105-1117高电压技术Vol.49,No.3:1105-11172023年3月31日HighVoltageEngineeringMarch31,2023DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.202207162023年3月31日第49卷March基于模型层级分析的质子交换膜电解槽建模研究进展李建林1，张则栋1，李光辉1，牛萌2（1.北方工业大学储能技术工程研究中心，北京100144；2.新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)，北京100192）摘要：质子交换膜电解槽(protonexchangemembraneelectrolyzer,PEMEC)具有电流密度大、能量转化率高、工作寿命长和绿色环保等优势，建模研究是对其组件材料特性分析、结构设计验证以及控制策略优化的重要手段。PEMEC模型特征繁多、建模方法多样，在分析PEMEC运行机制的基础上，采用“组件–单体–阵列–系统”的模型层级特征，并从建模方法、模型维度等方面对突出特性的PEMEC模型展开综述，分析了机理建模、半经验建模、经验建模、数据驱动建模4种方法的优缺点及模型的适用性。基于此，提出PEMEC模型构建重点研究方向并对其未来的发展趋势进行展望。研究内容可为PEMEC模型材料更迭、结构开发、特性分析等相关建模研究提供参考价值和指导借鉴。关键词：质子交换膜；电解槽；制氢；建模；模型特性ResearchonModelingofProtonExchangeMembraneElectrolyzerBasedonModelHierarchicalAnalysisLIJianlin1,ZHANGZedong1,LIGuanghui1,NIUMeng2(1.EnergyStorageTechnologyEngineeringResearchCenter,NorthChinaUniversityofTechnology,Beijing100144,China;2.StateKeyLaboratoryofOperationandControlofRenewableEnergy&StorageSystems,ChinaElectricPowerResearchInstitute,Beijing100192,China)Abstract：Protonexchangemembraneelectrolyzer(PEMEC)hastheadvantagesofhighcurrentdensity,highenergyconversionrate,longworkinglife,andenvironmentalprotection.Meanwhile,theresearchonmodelingofPEMECisanimportantmeansforcharacteristicsanalysisofcomponentmaterials,verificationofstructerialdesign,andoptimizationofcontrolstrategy.ThePEMECmodelhasmanyfeaturesandvariousmodelingmethods.BasedontheanalysisofthePEMECoperatingmechanism,thispaperadoptsthemodellevelfeaturesof“component-single-array-system”toanalyzethe“electricity-heat-flow”modelfromtheaspectsofmodelingmethodsandmodeldimensions.ThePEMECmodelswithoutstandingchar...
