[发明专利]具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统及控制方法

权利要求书

1.一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统，其特征在于，该系统包括：

电解水制氢模组(2)：配置多个，形成并联形式；

系统功率分流控制器(1)：配置为用于电解水制氢系统中电解水制氢模组(2)的功率分配与控制；

各电解水制氢模组(2)包括多个不同功率等级的电解水制氢模块(35)和模组功率分流控制器(4)，所述的模组功率分流控制器(4)配置为用于该模组内电解水制氢模块(35)的功率分流控制，所述的模组功率分流控制器(4)连接至系统功率分流控制器(1)，各电解水制氢模组(2)内的电解水制氢模块(35)共用一个用于温度、碱液循环和气液分离控制的模组管理器(3)以及用于氢气纯化的氢气纯化组件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统，其特征在于，所述的电解水制氢模组(2)中不同功率等级的电解水制氢模块(35)分别设置多个单独运行的电解槽，所述的电解槽连接至该电解水制氢模组(2)中共用的模组管理器(3)和氢气纯化组件(7)。

3.根据权利要求1所述的一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统，其特征在于，所述的模组管理器(3)整流变压器(36)、氧气侧气体隔膜阀(31)、氧气侧气液分离器(33)、氢气侧气体隔膜阀(32)、氢气侧气液分离器(34)、碱液箱(38)、补碱泵(39)、碱液过滤器(310)和补碱支路，同一电解水制氢模组(2)中的各电解水制氢模块(35)分别通过一个所述的整流变压器(36)连接至模组功率分流控制器(4)，各电解水制氢模块(35)的氧气输出口相互连通并连接至氧气侧气液分离器(33)，氧气侧气液分离器(33)气体输出口通过氧气侧气体隔膜阀(31)将氧气排出，各电解水制氢模块(35)的氢气输出口相互连通并连接至氢气侧气液分离器(34)，氢气侧气液分离器(34)气体输出口通过氢气侧气体隔膜阀(32)连接至氢气纯化组件(7)，氧气侧气液分离器(33)和氢气侧气液分离器(34)的碱液输出口连通至一个所述的碱液过滤器(310)，所述的碱液过滤器(310)输入端还通过一个所述的补碱泵(39)连接所述的碱液箱(38)，各电解水制氢模块(35)的碱液入口分别通过一个补碱支路连接所述的碱液过滤器(310)的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统，其特征在于，所述补碱支路包括串连连接的碱液循环泵(311)和碱液冷却器(37)，所述的碱液循环泵(311)输入端连接碱液过滤器(310)的输出端，所述的碱液冷却器(37)输出端连接对应的电解水制氢模块(35)的碱液入口。

5.根据权利要求1所述的一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统，其特征在于，该系统所有电解水制氢模组(2)的氢气纯化组件(7)的气体输出端联通形成系统的氢气输出口。

6.根据权利要求5所述的一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统，其特征在于，所述的氢气纯化组件(7)的氢气输出口之间的联通呈现形式包括：总线型、星型、环型、树型和网状。

7.根据权利要求1所述的一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统，其特征在于，所述的系统功率分流控制器(1)和模组功率分流控制器(4)均包括微处理器芯片。

8.一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统的控制方法，其特征在于，该方法用于对权利要求1～7任意一项所述的具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统的控制，该方法包括如下步骤：

(S1)预测电网能提供的配电功率；

(S2)系统功率分流控制器根据各电解水制氢模组(2)运行状态确定所需启动的电解水制氢模组(2)数量及每个电解水制氢模组(2)的分配功率；

(S3)模组功率分流控制器(4)基于对应电解水制氢模组(2)的分配功率以及该电解水制氢模组(2)内各电解水制氢模块(35)的工作状态分配电解水制氢模块(35)的分配功率并启动电解水制氢模块(35)工作。