制氢电源的制造方法是什么?
在碳峰值和碳中和的需求的背景下,碳减排已成为能源行业的共识。发展新能源、减少石油和煤炭消费,以及大力发展风力发电和光伏以外的氢能,也成为主要需求领域。在中国能源结构中,煤炭、石油和天然气分别占能源消费总量的56.7%、18.9%和8.0%,化石能源占83.6%。电解水制氢因其环保和储量大的优势而备受青睐。
制氢和储能是未来风力/光伏储能很好的选择方案,具有低碳排放和低系统成本。制氢装置主要由制氢电源和电解槽组成。制氢系统从电网获得能量,并通过电解制氢电源装置连接到电解池。整个系统的核心部件是电解槽和电源装置,这两个组件的效率和成本决定了系统的效率和费用。
现有电解制氢电源装置主要采用传统的晶闸管整流电源方案,采用专用整流变压器、svg、svc、fc补偿装置、水冷装置等,并且所得到的电源装置具有高的投资成本和大的占地面积。同时,并网谐波大(一般>6%),功率因数低(功率因数<0.9),动态调整速度慢,电网适应性差,综合转换效率相对较低。
制氢电源和制氢系统使用多谐波整流变压器,通过该变压器控制头一整流模块和第2整流模块,这是一种两级转换控制方案;该方案不是完全受控的控制方案。主要由补偿提升单元控制。两级控制将降低控制效率,而非完全控制的控制将不可避免地导致较差的控制范围和效果。
电解制氢电源采用无变压器一次转换运行,提高了电解电源的效率,降低了能耗,减少了碳排放;采用igbt全控制方案的变流器具有高功率因数、低输入谐波、低谐波污染和高的效率。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种电解制氢电源,包括头一转换器单元、第2转换器单元和制氢电解池;头一转换器单元和第2转换器单元的输入端子并联连接到电网;头一转换器单元和第2转换器单元的输出端并联连接到制氢电解槽;头一转换器单元是一个交流/直流转换器或并联的n个交流/dc转换器,第2转换器单元是交流/直流变换器或并联的m个交流/dc转换器;其中m≥1且n≥1。
头一转换器单元包括滤波器单元、连接到滤波器单元用于功率转换的全桥拓扑单元、以及连接到全桥拓扑电路单元的输出端的DC总线电容器;滤波器单元包括三相电容器滤波器单元和三相电感滤波器单元;全桥拓扑单元包括六个完全受控的半导体器件;头一转换器单元的每个相包括两个完全受控的半导体器件,它们分别连接到DC侧的正母线和负母线;其工作状态为逆变器或整流器;第2转换器单元包括晶闸管整流桥或三相全桥整流桥,晶闸管整流器桥包括六个晶闸管;第2转换器单元的每相包括两个晶闸管,它们分别连接到直流侧的正母线和负母线;三相全桥整流桥的上桥由晶闸管组成,下桥由二极管组成。