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中创电气制氢电源的技术路线及解决方案

作者:中创电气 发布时间:2025-09-02 11:44:01点击:

制氢电源,作为电解水制氢系统中的核心部件,负责将电能高效转换为氢能。其性能和稳定性对提升氢能生产效率、降低生产成本具有重要意义。目前,制氢电源的技术路线主要分为晶闸管和IGBT两大类,各自具有不同的优势和适用场景。


◆ 技术路线分类

晶闸管和IGBT是制氢电源技术的两大主要路线,各有其自身的应用领域和优势。


◆ 晶闸管与IGBT的应用

晶闸管与IGBT技术在制氢电源中的应用,是根据不同的需求和场景来选择的,各有其独特的优势和挑战。


◆ 发展方向与企业涌现

随着行业的不断发展和应用需求的多样化,单一技术路线的制氢电源难以完全占据市场,这也催生了多家制氢电源企业的涌现。



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。


IGBT制氢整流柜(图2)


IGBT制氢整流柜(图3)


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;


IGBT制氢整流柜(图4)


IGBT制氢整流柜(图5)


IGBT制氢整流柜(图6)




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.


IGBT制氢整流柜(图7)



中创公司承接泰国TPC离子膜NaOH项目成功运行,年产能达2万吨(图3)


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