[实用新型]一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统

说明书

本实用新型涉及一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统，该系统包括：电解水制氢模组：配置多个，形成并联形式；系统功率分流控制器：配置为用于电解水制氢系统中电解水制氢模组的功率分配与控制；各电解水制氢模组包括多个不同功率等级的电解水制氢模块和模组功率分流控制器，模组功率分流控制器配置为用于该模组内电解水制氢模块的功率分流控制，模组功率分流控制器连接至系统功率分流控制器，各电解水制氢模组内的电解水制氢模块共用一个用于温度、碱液循环和气液分离控制的模组管理器以及用于氢气纯化的氢气纯化组件。与现有技术相比，本实用新型能够提升制氢能耗效率和宽功率波动适应性，增强瞬时响应速度，降低功率加载成本。

技术领域

本实用新型涉及一种电解水制氢系统，尤其是涉及一种具有宽功率波动适应性的大型电解水制氢系统。

背景技术

在当今世界能源格局深度调整、全球应对气候变化行动加速、资源环境约束不断加强的复杂背景下，氢能已经被认为是世界能源与动力转型的重大战略方向之一，备受世界各国关注。加快发展氢能产业，贯彻五位一体战略布局，是我国应对全球气候变化、践行长江经济带发展战略、保障国家能源供应安全和实现可持续发展的战略选择。氢气的来源是目前氢能发展的重要议题，氢气目前仍作为工业用原料气体，在化工业有着丰富的应用，从来源来说，主要有三种成熟的技术路线；一是化石能源重整制氢；二是工业副产氢气；三是电解水制氢。化石能源重整制氢原料主要为煤炭，成本低廉、技术成熟，但无法消除的二氧化碳排放和化石能源的使用限制了该技术的大规模绿色氢气制取。工业副产氢气主要来源于焦炭、氯碱、合成氨、丙烷脱氢等行业，能为氢能产业初期发展就近提供低成本氢源。电解水制氢绿色环保、生产灵活、纯度高，若配合可再生能源发电、弃电大规模利用，成本可以显著下降，具有极高的商业化潜力，是最有前景的氢能源制取方法。电解水制氢中，目前最为成熟的技术路线是碱性电解水技术。

经过对现有技术的文献检索发现，目前的大型电解水系统的研究多集中在电解水设备的开发和优化，以实现电解水设备的集成、降低成本、产品气体的纯化等目的，如：

中国专利CN104911626A：一种高压力水电解制氢电解水制氢设备提出了一种包括正极端板和负极端板的高压力水电解制氢电解水制氢设备，该装置结构简单、安装方便，使用三元乙丙橡胶垫极大地降低了橡胶垫成本，还能够反复使用，高压状态下不仅可以直接输送高压氢气、氧气，减少气体加压环节，进一步降低了成本。

中国专利CN1920100：连续纯化水电解氢气的方法提供了一种利用3干燥塔，周期性连续干燥的连续纯化电解水制氢方法，不仅可以连续获得高纯度产品氢气，还能实现氢气的不浪费，大大提高了经济效益，又有利于保护大气环境。

中国专利CN205442733U：模块化电解装置提出了一种包括基座与电解装置与上盖的模块化电解装置，将电解水装置模块化，可以适用于不同的水处理装置。

中国专利CN106148989A：一种电能储存系统及产生氢气和氧气的方法提出了一种包括供电系统、电解水装置和气体储存装置的电能储存系统及产生氢气和氧气的方法，将剩余电能通过电解水装置产生氢气和氧气，将电能进行储存，可用于提高现有供电系统的电能利用率，还能用产生的氧气补充室内供氧，有效减少大气对室内环境的污染。

中国专利CN1041130084A：风电-制氢并网发电系统的控制方法提出了基于双馈感应发电机的风电机组模型，建立电解水制氢设备模型和对并网发电系统进行控制的风电-制氢并网发电系统的控制方法，该方法能够充分反应堆风电-制氢并网发电系统建模与控制的有效性，提高电网对新能源的接纳能力，适应性强，具有较高的实际应用价值。

现有的相关研究中虽然提到了在同一系统中使用多个电解水制氢设备，没有考虑将单个电解水装置进行模块化集成，缺乏大型电解制氢的宽功率波动适应性系统构架，缺少大型电解水制氢系统的宽功率波动适应性的优化方法。

实用新型内容