6.饶再兴 中车株洲所柔性绿电制氢系统.pdf

《6.饶再兴 中车株洲所柔性绿电制氢系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6.饶再兴 中车株洲所柔性绿电制氢系统.pdf（24页珍藏版）》请在三个皮匠报告上搜索。

1、中车株洲所柔性绿电制氢系统中车株洲所氢能技术部：饶再兴目 录电传动产业概述一绿电制氢面临的问题与挑战一产品应用情况三柔性绿电制氢系统解决方案二绿电制氢面临的问题与挑战PART 1绿电制氢面临的问题与挑战行业痛点电氢耦合问题风电随机性，光伏周期波动性，新能源电网出力情况变化大；实现电解水制氢负荷曲线与风光发电量匹配，需要实时调节制氢系统的负荷曲线。电成本占绿氢总成本80%左右，应尽量用弃风弃电或谷电制氢，降低制氢综合成本；如何适应新能源出力快速波动性，从源侧降低制氢成本，需要柔性调节。刚性调节柔性调节相较于传统电解化工行业强电网支撑长时间满负荷运行，绿电制氢系统具有以下特点：强电网支撑，制氢负荷

2、恒定弱电网支撑，制氢负荷跟随风光波动45绿电制氢面临的问题与挑战行业痛点离网制氢问题离网关键技术：离网、弱并网制氢系统的稳定性、系统性故障保护的问题。离网振荡问题；大功率短时负荷突变；大功率设备短路或者是故障修复之后重新并网工频冲击。电网低频震荡大功率负荷突变负荷波动工频带载冲击6绿电制氢面临的问题与挑战6行业痛点碱性电解槽问题安全隐患大标方碱性电解槽存在氢氧互串问题，容易产生炸槽事故。能耗高绿电制氢成本80%在于电费，当前千方槽能耗普遍高于4.5 kWh/Nm3H2。功率负荷范围窄实际负荷范围在40%110%，难以满足风光电力波动场景下制氢。寿命不及设计年限大规模新能源制氢，在高电流富氧环境

3、的化学腐蚀及高速气泡冲刷的物理冲蚀下，造成催化剂脱落、隔膜氧化脱硫、铁离子沉积等，导致电解槽性能衰减。7行业痛点气液调控问题大标方碱性电解槽一般只能在40%-110%负荷率下波动，低负荷下氢气纯度不满足要求，难以适用新能源波动；波动性下的气液两相流调控难度增大，碱液循环补水、气液分离、氢氧分离、氢气提纯在波动性下的调节阈值、调节速率、调节精度问题，炸槽事故大多发生在气液分离装置。新能源波动性供电，如何保障气液两相流安全、精准调节。绿电制氢面临的问题与挑战柔性绿电制氢系统解决方案PART 2第二部分 柔性绿电制氢系统解决方案中国中车股份有限公司 版权所有 201592013年时代新材收购德国博戈

4、2021年首套IGBT制氢电源2023年6月，三峡纳日松项目首次产氢成功2023年11月4000标方电解槽实验室投运2015年首款氢燃料电池系统有轨电车2011年组建电气与高分子材料研究院2022年10月首套碱性电解槽原理性样机1959年株洲所成立 源自高铁，安全、品质保障；电气控制、高分子材料两大基础技术；IGBT制氢电源市占率60%；风光储新能源头部。2023年3月株洲栗雨工业园绿电制氢示范项目产氢成功第一代1000标方碱性电解槽第二代1000标方碱性电解槽集装箱式电解槽2022年4月制氢电源通过中石化实证10 风光发电预测；风光发电与制氢负荷能量动态平衡调节；制氢电源&电解槽集群控制；风

5、光制氢经济运行管理调控优化；制氢站智能诊断与智能运维一体化管理。光伏制氢能量管理系统架构第二部分 柔性绿电制氢系统解决方案柔性一体化能量管理系统EMS 一体化能量管理系统总体设计 系统架构及配置设计、系统组网方案，总体控制策略。EMS11第二部分 柔性绿电制氢系统解决方案可再生能源离网制氢系统设计及仿真服务支撑电网支撑电网 离网制氢系统架构及配置设计 针对离网项目，给予系统仿真、构网型储能与柔性制氢技术，提供交流离网制氢整体解决方案 具备直流输配电的丰富经验，级联隔离型DC/DC，提供直流离网制氢系统解决方案交流离网制氢系统直流离网制氢系统离网制氢12柔性绿电制氢系统解决方案制氢控制系统DCS

6、制氢工艺控制系统DCS 柔性制氢控制系统DCS 柔性制氢工艺PID流程设计及系统设计，适应波动性的气液两相流精准调节；深度耦合EMS系统，接受其能量调度指令，满足风光电力波动场景集群控制的稳定性需求；基于动态仿真模型设计控制联锁，实现电解槽实时压力、液位、温度、物料平衡；安全控制算法基于HAZOP安全分析结论，保障安全可靠。13柔性绿电制氢系统解决方案制氢电源全控型IGBT制氢电源：响应快、功率因素高、谐波含量低，适应新能源波动供电。项点SCRIGBT调节原理变压器档位粗调+晶闸管细调PWM整流+斩波占空比条件系统效率97%97.5%功率因数0.9（24脉波，额定工作点）0.99(20%-10