[发明专利]电解水制氢装置、电解水制氢装置的控制方法、电子设备

权利要求书

1.一种电解水制氢装置，其特征在于，包括直流母线、碱性电解制氢装置、质子交换膜PEM电解制氢装置、热交换器以及控制单元，其中：

所述热交换器，与所述碱性电解制氢装置的碱性电解槽连接，以及与所述PEM电解制氢装置的PEM电解槽连接，用于在检测所述碱性电解槽和所述PEM电解槽中的任意一个电解槽开启时，采用热交换方式为另一个电解槽提供启动热量；以及在所述碱性电解槽和所述PEM电解槽中的均开启时，进行储热以在所述电解水制氢装置处于低温或启动时提供热量；

所述控制单元，分别与所述直流母线、所述碱性电解制氢装置、所述PEM电解制氢装置和所述热交换器连接，用于监测到所述直流母线的输入功率变化时，采用所述碱性电解装置接入或切出碱性电解槽以及采用所述PEM电解装置接入或切出PEM电解槽，以调整与所述输入功率适配的制氢供电功率。

2.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，

所述碱性电解制氢装置包括：第一直流-直流变流器、碱性电解槽、第一电解液循环泵、第一氢气分离器、第一氧气分离器，其中：

所述第一直流-直流变流器，分别与所述直流母线连接和所述碱性电解槽连接，所述第一氢气分离器与所述碱性电解槽连接，所述第一氧气分离器与所述碱性电解槽连接；所述第一电解液循环泵分别与所述碱性电解槽与所述热交换器连接。

3.根据权利要求2所述的电解水制氢装置，其特征在于，

所述PEM电解制氢装置包括：第二直流-直流变流器、PEM电解槽、第二电解液循环泵、第二氢气分离器、第二氧气分离器，其中：

所述第二直流-直流变流器，分别与所述直流母线连接和所述PEM电解槽连接，所述第二氢气分离器分别与所述PEM电解槽连接，所述第二氧气分离器与所述PEM电解槽连接；所述第二电解液循环泵分别与所述PEM电解槽与所述热交换器连接。

4.根据权利要求3所述的电解水制氢装置，其特征在于，

所述第一直流-直流变流器和第二直流-直流变流器为升压斩波器-降压斩波器的并联交错变流器，所用器件为电力三极管、金属氧化物半导体场效应管或绝缘栅双极型晶体管。

5.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，

所述直流母线连接直流微网，其中，所述直流微网是风力发电、光伏发电或风光混合发电经直流变流接入的。

6.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，

所述碱性电解装置的额定容量为接入新能源发电额定容量的第一预定比例，所述PEM电解装置的额定容量为接入新能源发电额定容量的第二预定比例。

7.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，

所述控制单元还用于当检测到所述输入功率低于新能源发电额定容量的第二预定比例时，控制所述碱性电解制氢装置处于备用状态，其中，所述PEM电解制氢装置中的PEM电解液通过热交换器为所述碱性电解制氢装置中的碱性电解液提供热量，以提高所述碱性电解槽的启动速度。

8.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，

所述控制单元还用于当检测到所述输入功率增加并超出新能源发电额定容量的第二预定比例且低于所述新能源发电额定容量的第一预定比例时，控制所述热交换器接入所述碱性电解制氢装置，以逐渐降低所述PEM电解制氢装置的电压至维持电压，使得所述PEM电解制氢装置处于备用状态，其中，所述碱性电解制氢装置中的碱性电解液通过热交换器为所述PEM电解制氢装置中的PEM电解液提供热量，以提高所述PEM电解槽的启动速度。

9.根据权利要求1所述的电解水制氢装置，其特征在于，

所述控制单元还用于当检测到所述输入功率增大并超出新能源发电额定容量的第一预定比例时，在所述热交换器接入所述碱性电解制氢装置的情况下，逐渐启动所述PEM电解制氢装置，其中，所述碱性电解制氢装置中的碱性电解液和所述PEM电解制氢装置中的PEM电解液通过所述热交换器散热且采用所述热交换器开始储热。