IGBT制氢整流柜

制氢电源系统应用简介  

       在电解水制氢领域，有ALK、PEM、SOEC、AEM等技术路线，不同路线都需要一台制氢电源与之匹配。因此，氢能产业特别是上游制氢的爆发，将给传统的电源行业开辟一片新蓝海。

       制氢电源的市场空间和电解槽高度关联。从制氢电源的技术路线区分，可分为晶闸管（SCR）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）两大路线。

       离网制氢趋势下，IGBT和波动性风光的匹配性更高。为减小新能源风光制氢项目对现有电网的冲击和依赖，未来更多项目会采用弱并网/纯离网的制氢方式。相比晶闸管，IGBT的开关控制更为精细，频率更高，具备响应速度快、网侧电能质量好、输出直流纹波低等优点，能够更好地与新型电力系统进行灵活匹配。        

       晶闸管制氢电源凭借高功率、低成本和高可靠性，仍是大型碱性电解制氢的主流选择，但其低频纹波、谐波及功率因数问题需通过滤波和补偿解决。在需快速响应或高频高效场景（如PEM电解），IGBT或SiC-based电源更具优势。中创电气的IGBT制氢电源通过高效能、快速响应和高可靠性，显著提升了电解制氢的经济性和规模化潜力，是绿氢产业向高效、智能化发展的关键技术之一。在风光发电等波动性电源场景中，IGBT电源能快速跟踪输入功率变化，维持电解槽高效运行，提升绿氢生产的灵活性和经济性。无需额外配置电能质量装置，高功率密度设计减少电源体积，适合模块化制氢设备，尤其适用于空间受限的场合。

中创电气系列化制氢电源解决方案

中创电气拥有晶闸管到IGBT的系列化制氢电源方案，SiC等新型电力电子器件方案也在研发中。晶闸管方案功率等级1-40MW，IGBT方案功率等级1-8MW。

1. 晶闸管制氢电源方案

创新点：

1）通过先进的控制算法，动态调节晶闸管的工作状态，提高能量转换效率。

2）晶闸管耐高温、耐高压，适合长时间运行，减少维护需求。在恶劣环境下仍能保持稳定工作，确保制氢电源的可靠性。

3）结合现代控制技术，实现电压、电流的智能调节，适应不同工况。支持远程监控和故障诊断，便于实时管理和维护。

4）长寿命和低维护需求降低了长期运营成本。效能和可靠性提供了较高的性价比。

2. IGBT制氢电源（AC/DC+DC/DC双极）方案

创新点：              

 1) 模块化：整机一体化设计，无现场拼柜过程，现场安装施工减少30%;水冷机型更适合大规模制氢场景，电源损耗热量易于处置，环境更友好；系列化，平台化，标准产品单元匹配不同电解槽和应用场景需求；

2）高性能：宽负载范围内，都具有优良的效率指标、电能品质和直流特性；

3）高效率（含变压器）:96%（小电流）;97%（大电流），

4）高功率因数：≥0.99[20%-110% load ]

5）智能化：DCU 采用 ARM + DSP + FPGA ; HMI + PLC + DCU 的控制系统拓扑，一键启停、全面感知、故障预警；

3. IGBT制氢电源（高压移相斩波）方案

高压移相斩波电源由一次预充柜（选配）、移相变压器柜、整流模块柜、控制柜（控制系统主要由 DSP 、 ARM 及 FPGA 构成）构成。

创新点：

1）更低能耗，更高效率（含变压器）≥96.5%:

2）快速响应及调节能力,采用DSP + ARM + FPGA 主控系统，可以实现 mS 级响应时间，可满足响应前端电网的功率波动。

3) 移相变压器结合多电平斩波技术，降低输入侧电流谐波（THD<3%），减少对电网污染,网侧功率因数＞0.95: 输出电压纹波、电流纹波＜1%

4) 变压器，电源柜，预充方案一体化设计：一体化集成式柜体设计，单台占地面积相较传统可控硅电源（ SCR ＋油变）减少30％以上，易于现场安装调试。

5) 宽电网适应性,适应更高输出电压的大功率制氢电源.