[实用新型]一种智慧供电电解水制氢电源系统

说明书

本实用新型公开了一种智慧供电电解水制氢电源系统，对非并网风电和电网整流变换模块进行控制，实现非并网风电和电网协同为电解水制氢负载供电的方法。当非并网风电输出功率在电解水制氢负载的额定工作功率的±5％范围时，单独由非并网风电给电解水制氢负载供电，保证电解水制氢负载的正常工作。当非并网风电输出功率大于电解水制氢负载的额定工作功率105％时，单独由非并网风电给电解水制氢负载供电，多余部分的电能可以通过增加电解水制氢负载11进行消纳；当非并网风电输出功率小于电解水制氢负载额定工作功率95％时，由非并网风电和电网协同给电解水制氢负载供电，保证电解水制氢负载的正常工作。

技术领域

本实用新型属于非并网风电和电网协同供电电解水制氢的电源技术领域，具体涉及一种智慧供电电解水制氢电源系统。

背景技术

随着经济的迅速发展，对能源的需求日益旺盛，能源短缺以及化石能源所产生的环境污染问题日益尖锐。新能源资源潜力大，可持续利用，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面发挥了重要作用，在能源安全和环境保护的双重压力下，太阳能、风能、氢能、核能、化学电源、生物质能及地热能、海洋能新能源等引起了国际社会的广泛关注。

氢能被誉为21世纪最具有发展前景的新能源，氢能作为绿色的新能源，具有环保、能量密度大、转换效率高、储量丰富和适用范围广等特点，氢的高能量密度使很小体积的氢能便可产生巨大的能量。

现有制氢技术主要包括化石燃料制氢(煤、石油、天然气)、电解水制氢和生物质制氢。目前，制氢产业以煤化工制氢为主要途径。但采用煤化工制氢存在耗水量大、二氧化碳排放量大等问题，与发展绿色能源的目标背道而驰。除化石燃料制氢技术外，电解水制氢是目前发展较成熟且应用较广泛的一种技术。电解水制氢工艺简单、污染低、制氢纯度高，是一种高效、清洁的制氢技术。电解水制氢是最具有潜力大规模制氢的一种技术，但电解水制氢耗电量大，电网供电电解水制氢势必给整个电网的安全稳定和运行调度带来超负荷的不良影响。

电解水制氢耗电量大的问题必须找到更好的电源系统来替代和缓解才能解决。风能作为一种新能源具有很好的发展前景，但风电具有典型的随机性和间歇性，大规模风电并网对电网的安全稳定有很大的不良影响，这也成为制约风电规模化发展的严重障碍。而非并网风电协同电网供电电解水制氢能有效的缓解单独电网供电电解水制氢耗电量大的问题，风力发电经过电解水制氢技术，将风能产生的电能转化为氢能进行储存，根据实际需要，还可以通过后续化工过程将氢能转化为其它的燃料。电解水制氢技术为风能和氢能的有利结合提供了一条捷径，有效的缓解了电网电解水制氢技术耗电量大的问题，同时能够有效的利用风能，实现可再生能源的能量储备和能源转换。非并网风电协同电网供电电解水制氢具有良好的应用前景。

发明内容

本实用新型提供了一种智慧供电电解水制氢电源系统，利用非并网风电供电协同电网供电的方式，有效的缓解了单独利用电网供电电解水制氢耗电量大的问题，同时能够有效的利用风能，实现可再生能源的能量储备和能源转换。

为达到上述目的，本实用新型所述一种智慧供电电解水制氢电源系统，包括非并网风电供电模块、电网供电模块和PLC控制模块，所述非并网风电供电模块和电网供电模块均连接至电解水制氢负载的供电电源输入端，所述PLC控制模块用于根据电解水制氢负载的额定功率和并网风电输出功率控制电网供电模块投入或切除。

进一步的，非并网风电供电模块包括风力发电机组和风电整流变换模块，所述风电整流变换模块输入端与风力发电机组连接，输出端连接至电解水制氢负载的供电电源输入端。

进一步的，风电整流变换模块包括第一AC/DC转换模块和DC/DC转换模块，所述第一AC/DC转换模块由三相桥式可控晶闸管整流电路组成，所述DC/DC转换模块为隔离型双向全桥DC-DC变换电路。

进一步的，电网供电模块包括电网整流变换模块，所述电网整流变换模块输入端与供电电网连接，输出端与连接至电解水制氢负载的供电电源输入端。