當(dāng)前位置:江蘇安科瑞電器制造有限公司>>技術(shù)文章>>光伏綠氫站安全配電全方案|一文讀懂堿性電解水制氫整流與二次設(shè)備選型

雙碳目標(biāo)下,光伏 + 堿性電解水制氫已成為新能源消納、工業(yè)深度脫碳的核心路徑。風(fēng)光發(fā)電間歇性、大功率整流諧波、氫氣易燃易爆、直流大電流漏電風(fēng)險(xiǎn),是制氫站電氣設(shè)計(jì)的四大痛點(diǎn)。
安科瑞電氣結(jié)合 ALK 堿性電解主流工藝,打造一套覆蓋 10kV 高壓、24 脈波整流、0.4kV 輔機(jī)、直流安全監(jiān)測、能源管理的完整二次解決方案,從保護(hù)、計(jì)量、防爆、調(diào)度四大維度,解決光伏自發(fā)自用型綠氫站全鏈路電氣難題。
01
光伏制氫系統(tǒng)架構(gòu):四大板塊協(xié)同制綠氫

整套光伏自發(fā)自用 + 電網(wǎng)備用制氫系統(tǒng)分為四大核心單元:
10kV 高壓配電系統(tǒng):光伏升壓變 + 市政電網(wǎng)雙電源,保障光照不足時(shí)連續(xù)制氫;
24 脈波移相整流直流系統(tǒng):雙移相變壓器整流,將交流電轉(zhuǎn)為電解槽所需低壓大電流直流,高低壓無功補(bǔ)償抑制諧波、降低直流紋波;
電解制氫工藝系統(tǒng):電解槽、氣液處理、氫氣純化、壓縮存儲(chǔ)產(chǎn)氫主線;
0.4kV 低壓輔機(jī)配電:補(bǔ)水泵、冷卻機(jī)組、空壓機(jī)、無功補(bǔ)償?shù)扰涮棕?fù)荷統(tǒng)一供電。
運(yùn)行邏輯:優(yōu)先光伏綠電制氫,市電兜底補(bǔ)能,實(shí)現(xiàn)風(fēng)光富余電能有效轉(zhuǎn)化為氫能,解決新能源并網(wǎng)消納難題,全程零碳產(chǎn)氫。
02
10kV 高壓二次保護(hù):整流變專屬防護(hù)
依據(jù) NB/T10447-2020 標(biāo)準(zhǔn),針對 24 脈雙移相整流變、光伏雙電源工況,搭建五級(jí)保護(hù)體系,兩臺(tái)整流變獨(dú)立配置全套保護(hù),杜絕短路、匝間短路、諧波過載風(fēng)險(xiǎn)。
核心設(shè)備配置一覽

03
光伏并網(wǎng)二次設(shè)備:合規(guī)防逆流、防孤島
分布式光伏 10kV 自發(fā)自用、余電不上網(wǎng),并網(wǎng)安全是項(xiàng)目投運(yùn)硬性門檻,全套裝置規(guī)避孤島、逆功率兩大電網(wǎng)考核風(fēng)險(xiǎn)。
核心設(shè)備配置一覽

04
0.4kV 低壓輔機(jī)測控:制氫水泵、
壓縮機(jī)專用保護(hù)
制氫站內(nèi)補(bǔ)堿、冷卻、空壓等電機(jī) 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,潮濕、堿霧環(huán)境易引發(fā)堵轉(zhuǎn)、漏電、三相不平衡,低壓二次設(shè)備針對性適配防爆工業(yè)工況。
核心設(shè)備配置一覽

05
三大安全剛需設(shè)備,筑牢防爆制氫底線
1. 直流絕緣監(jiān)測 AIM-D100-TH

電解槽直流低壓大電流、電解液導(dǎo)電,漏堿、潮濕易對地漏電,微小電火花即可引發(fā)氫氣爆炸。裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測 DC100~1000V 直流母線絕緣,絕緣破損立即告警停機(jī),是制氫站強(qiáng)制標(biāo)配安全設(shè)備。
2. 全系列交直流計(jì)量儀表

3. 防爆本安隔離安全柵 BM200/BM100

制氫區(qū)屬于爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域,現(xiàn)場溫度、壓力、液位 4-20mA 信號(hào)須隔離限能。隔離式安全柵限制危險(xiǎn)能量進(jìn)入防爆現(xiàn)場,同時(shí)隔絕整流系統(tǒng)強(qiáng)電磁干擾,保障 PLC 控制信號(hào)穩(wěn)定可靠。
06
Acrel-2000MG 制氫站能源管理系統(tǒng):
全站智慧管控大腦
硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)保護(hù)與監(jiān)測,能源管理系統(tǒng)完成源 - 網(wǎng) - 荷 - 儲(chǔ)一體化優(yōu)化調(diào)度,是光伏綠氫站數(shù)字化核心平臺(tái)。

系統(tǒng)核心價(jià)值
多源協(xié)同調(diào)度:聯(lián)動(dòng)光伏、市電、電解槽、儲(chǔ)能,光伏大發(fā)時(shí)段滿負(fù)荷制氫,夜間 / 陰谷市電兜底,至大化消納綠電;
全維度數(shù)據(jù)監(jiān)測:匯集 10kV 高壓、0.4kV 輔機(jī)、直流電解回路、環(huán)境溫濕度、氫氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),生成發(fā)電量、制氫能耗、運(yùn)維報(bào)表;
故障分級(jí)告警:過流、絕緣下降、弧光、孤島、電機(jī)過載等異常彈窗聲光告警,聯(lián)動(dòng)斷路器自動(dòng)處置,降低事故擴(kuò)大風(fēng)險(xiǎn);
削峰填谷降成本:結(jié)合峰谷電價(jià)策略,低谷多制氫、高峰減少電網(wǎng)購電,大幅降低場站運(yùn)營電費(fèi);
遠(yuǎn)程運(yùn)維對接:支持本地大屏、云端遠(yuǎn)程訪問,滿足業(yè)主、電網(wǎng)、運(yùn)維三方可視化管理需求。
07
方案總結(jié):適配全規(guī)模光伏堿性制氫項(xiàng)目
當(dāng)前 ALK 堿性電解占據(jù)市場 80% 以上份額,本套二次設(shè)備方案覆蓋分布式小型光伏制氫站、大型風(fēng)光一體化萬噸級(jí)綠氫基地,解決行業(yè)幾大核心痛點(diǎn):
? 24 脈整流諧波治理,高低壓分級(jí)無功補(bǔ)償,通過電網(wǎng)電能質(zhì)量驗(yàn)收;
? 整流變?nèi)齻?cè)差動(dòng)、直流絕緣、防爆安全柵三重安全防護(hù),適配氫氣危險(xiǎn)工況;
? 光伏防孤島、防逆流成套解決方案,并網(wǎng)合規(guī)無考核風(fēng)險(xiǎn);
? 交直流全電量計(jì)量,準(zhǔn)確核算綠氫度電成本;
? 一體化能源管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)新能源消納優(yōu)化、降本增效。
在新型電力系統(tǒng)建設(shè)浪潮下,光伏電解水制氫是長時(shí)儲(chǔ)能、工業(yè)脫碳的關(guān)鍵抓手。可靠的電氣二次系統(tǒng),是綠氫項(xiàng)目安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的底層保障。安科瑞可提供從微機(jī)保護(hù)、計(jì)量儀表、隔離安全柵到能源管理平臺(tái)的一站式整體解決方案,助力綠氫產(chǎn)業(yè)規(guī)?;涞?。
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