01
系统概述
可再生能源制氢的背景与意义，风光互补制氢的基本原理，课程整体架构与学习目标。
背景原理架构
02
风光资源评估
风速与光照的数学模型，典型气象年数据获取，资源潜力图绘制方法。
风速光照气象
03
光伏组件选型
单晶硅与多晶硅对比，I-V特性曲线解读，组件倾角与间距优化计算。
单晶硅I-V曲线倾角
04
风力发电机选型
水平轴与垂直轴风机对比，功率曲线与容量因子，风机排布微选址策略。
水平轴功率曲线选址
05
电解槽技术基础
碱性电解槽与PEM电解槽原理，极化曲线与效率，启停特性与寿命管理。
碱性PEM极化
06
制氢系统建模
电解槽电化学模型，热平衡模型，产氢速率与能耗计算。
电化学热平衡能耗
07
储氢方案设计
高压气态储氢、液态储氢、金属氢化物储氢对比，储氢罐容量计算。
高压液态金属氢化物
08
电力电子接口
AC/DC与DC/DC变换器拓扑，MPPT控制策略，并网与离网切换逻辑。
变换器MPPT并网
09
能量管理系统（EMS）架构
分层控制结构，数据采集与监控，功率预测与调度逻辑。
EMS分层调度
10
系统容量配置
基于HOMER或Python的容量优化，LCOH计算，敏感性分析。
HOMERLCOH敏感性
11
控制策略设计
恒功率控制、波动功率跟随、混合储能协调控制策略对比。
恒功率波动跟随混合储能
12
并网与离网运行
电网交互规则，孤岛检测与保护，黑启动流程设计。
孤岛黑启动保护
13
安全与防护
氢气泄漏检测与报警，防爆区域划分，紧急停机与泄放系统。
泄漏防爆急停
14
数据采集与监控系统（SCADA）
传感器选型，PLC编程基础，上位机界面设计。
传感器PLC上位机
15
通信协议
Modbus RTU/TCP、IEC 61850、MQTT在能源系统中的应用。
ModbusIEC61850MQTT
16
仿真平台搭建
基于MATLAB/Simulink的系统级仿真，Python与OpenModelica联合仿真。
SimulinkPythonOpenModelica
17
硬件在环（HIL）测试
实时仿真器配置，接口板卡设计，测试用例编写。
HIL实时仿真测试
18
经济性分析
初始投资与运维成本，补贴政策与碳交易收益，投资回收期计算。
投资碳交易回收期
19
环境效益评估
全生命周期碳排放核算，水资源消耗分析，生态影响评价。
碳足迹水耗生态
20
案例研究1：内蒙古10MW项目
内蒙古10MW风光制氢项目，系统配置与运行数据复盘。
内蒙古10MW复盘
21
案例研究2：海上风电制氢平台
海上风电制氢平台设计，海水淡化与电解耦合方案。
海上风电海水淡化耦合
22
案例研究3：工业园区分布式制氢
工业园区分布式制氢加氢一体站，负荷匹配与优化调度。
工业园区一体站调度
23
氢能交通应用
加氢站设计与运营，燃料电池车与制氢系统协同。
加氢站燃料电池协同
24
氢储能与电力系统
氢储能参与调峰调频，氢发电机组（燃气轮机/内燃机）特性。
调峰调频氢发电
25
绿氢认证与标准
中国、欧盟、国际绿氢标准对比，碳足迹认证流程。
绿氢标准碳足迹
26
政策与市场
全球氢能战略解读，中国氢能产业政策，电力市场与氢价联动。
战略政策氢价
27
前沿技术展望
高温电解（SOEC）、光解水、生物制氢技术进展。
SOEC光解水生物制氢
28
系统集成调试
分系统调试流程，联调步骤，常见故障排查手册。
调试联调故障排查
29
运维与优化
基于数字孪生的运维策略，AI预测性维护，性能衰减评估。
数字孪生预测维护衰减
30
课程总结与项目答辩
知识体系回顾，典型项目方案设计，答辩与评审要点。
回顾方案设计答辩