[发明专利]一种光伏电解水制氢系统及控制方法

权利要求书

1.一种光伏电解水制氢系统及控制方法，其特征在于所述制氢系统包括光伏电池组件、三电平制氢电源、电解槽、监测单元、氢气纯化单元、供水循环单元、控制单元；所述控制方法包括光伏组件最大功率跟踪(MPPT)控制、电解槽电流控制以及对制氢流程的控制。

2.根据权利要求1所述的光伏电解水制氢系统及控制方法，其特征在于所述的三电平制氢电源为飞跨电容三电平结构，由多个三电平电路并联构成，且多个电路直接的开关管移相交错开通。

3.根据权利要求1所述的光伏电解水制氢系统及控制方法，其特征在于所述的三电平制氢电源具备飞跨电容的预充电电路，预充电电路与三电平电路最下面开关管配合完成对飞跨电容的预充电。

4.根据权利要求1所述的光伏电解水制氢系统及控制方法，其特征在于所述的控制单元采用DSP(数字信号处理器)作为控制芯片，控制单元控制三电平制氢电源的电流，并控制开关管导通和关断时序以实现交错工作；控制单元还具备故障保护功能，所述的故障保护包括过电流故障、过电压故障、欠电压故障；控制单元还控制纯化单元和供水循环单元的工作。

5.据权利要求1所述的光伏电解水制氢系统及控制方法，其特征在于所述的监测单元包括氢气传感器，用于监测氢气泄露，还包括温度、湿度传感器，用于监测环境温度和湿度。

6.根据权利要求1所示光伏电解水制氢系统及控制方法，其特征在于所述的控制方法包括最大功率跟踪(MPPT)控制、电解槽电流控制以及对纯化系统的控制，最大功率跟踪控制采用爬坡法，在制氢电源中实现MPPT控制，无需增加光伏逆变器；三电平制氢电源的电流控制是在满足电解槽启动特性和最大电流限定条件下按光伏组件MPPT控制所输出的电流；所述控制方法还包括了制氢电源的预充电控制，先给母线电容预充电，母线电容预充电完成后再闭合飞跨电容预充电接触器同时开通每个每个三电平支路最下面一个开关管，当飞跨电容充电电压达到1/2母线电压时，断开飞跨电容预充电接触器和最下面一个开关管。