(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211247916.8 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司杭州供电 公司 地址 310009 浙江省杭州市上城区解 放东 路59号 (72)发明人 来益博　樊立波　韩荣杰　赵波　 张雪松　孙智卿　屠永伟　张稼睿　 姜涛　彭凯杨　樊建钟　 (74)专利代理 机构 北京盛凡佳华专利代理事务 所(普通合伙) 11947 专利代理师 张欢 (51)Int.Cl. H02J 15/00(2006.01) C25B 1/04(2021.01)C25B 9/65(2021.01) C25B 15/08(2006.01) H02J 3/28(2006.01) H02J 3/38(2006.01) F17C 5/06(2006.01) F17C 13/00(2006.01) F17C 13/04(2006.01) (54)发明名称 一种用于氢电耦合的制氢方法及其控制系 统 (57)摘要 本申请公开了一种用于氢电耦合的制氢方 法及控制系统， 该方法首先配置200Nm3/h碱性电 解水制氢， 制氢规模200Kg/12h ‑300Kg/12h， 水电 解系统制得的氧气供园区内部使用， 氢气的终端 用途包括两个部分， 20％的氢气供氢燃料电池系 统产生稳定直流电， 80％氢气供增压储存系统， 建立能量管 理， 针对站内分布式能源运行及并网 需求、 负荷用电需求， 开展综合能源服务与大数 据分析业务， 通过将来自于各能源的数据进行统 一分析比较， 依托其潮流可控可调、 设备智 能化 等特点， 具有较好的源荷储快速互动能力， 在电 网发生紧急事态或者需要用户侧响应时， 可快速 自动调节内部源荷储的状态， 作为电网可调节点 支撑电网需求。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115459460 A 2022.12.09 CN 115459460 A 1.一种用于氢电耦合的制氢 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 首先配置200Nm3/h碱性电解水制氢系统， 制氢规模200Kg/12h ‑300Kg/12h， 所述电解水 制氢系统制得的氧气供园区内部使用， 所述电解水制氢系统制得的氢气的终端用途包括两 个部分， 20％的氢气供 氢燃料电池系统产生稳定直 流电， 80％氢气供增压储 存系统； 然后建设若干套氢燃料电池系统向电网返送电能； 然后新建一段直流母线， 与园区直流系统互联， 新建风力发电机及氢燃料电池直接并 入直流母线， 利用柔性直流系统谷电及园区分布式能源， 通过直流配电网络 向制氢系统供 电； 然后对制得的氢气进行增压处理， 一级增压储氢系统通过22MPa增压机将氢气储存于 20MPa储氢瓶组内， 二级增压储氢系统通过5 0MPa增压机将氢气储 存于45MPa储氢瓶组内； 最后建立能量管理系统， 针对站内分布式能源运行及并网需求、 负荷用电需求， 开展综 合能源服务与大数据分析业务， 将原本 分散的能源 数据统筹分配、 合理协调， 通过将来自于 各能源的数据进行统一分析比较。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述建 设氢燃料电池系统包括以下步骤： 氢源由站内制氢获得， 日制氢能力214kg/12h， 制氢压力1.5 ‑3MPa， 工艺设备有20MPa氢 气增压机、 45MPa氢气增压机、 35MPa氢气加注机、 20MPa储氢瓶组、 45MPa储氢罐、 阀组、 冷水 机、 吹扫及仪表气汇流排、 站控构成， 制氢得到的氢气经20MPa氢气增压机增压后储存在 20MPa储氢瓶组内； 所述20MPa储氢瓶组的氢气由所述45MPa氢气增压机增压后通过所述 阀组顺序储气至 所述45MPa储氢瓶组内； 然后所述45MPa储氢瓶组内的氢气通过所述阀组顺序取气后， 经所述35MPa氢气加注机 为燃料电池车辆加注高压氢气。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述电网返送电能输入端高压电经变压器 和整流柜整定出供电解槽电解的直流电， 输入电压、 电流可由人机界面进 行设定， 通过控制 柜控制整流柜输出电压， 实现制氢产量可调。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述分布式能源运行产生的氢气经所述氢 燃料电池输出电能反馈 至电网。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述电解水制氢电源来自电网谷电及园区 内分布式光伏发电系统， 并新建一套分布式风力发电系统直接向制氢设备 供电。 6.一种用于氢电耦合的制氢系统， 其特征在于， 包括制氢模组、 电能分配模组、 氢电耦 合模组、 增压模组和能源管理模组； 所述制氢模组用于配置200Nm3/h碱性电解水制氢， 制氢规模200Kg/12h ‑300Kg/12h， 水 电解系统制得的氧气供园区内部使用， 氢气的终端用途包括两个部分， 20％的氢气供氢燃 料电池系统产生稳定直 流电， 80％氢气供增压储 存系统； 所述电能分配模组用于电网谷电、 车棚光伏、 新建风力发电机制氢， 并建设2套氢燃料 电池系统向电网返送电能； 所述氢电耦合模组用于与园区直流系统互联， 新建风力发电机及氢燃料电池直接并入 直流母线， 利用柔 性直流系统谷电及园区分布式能源， 通过直 流配电网络向制氢系统供电； 所述增压模组用于进行增压处理， 一级增压储氢系统通过22MPa增压机将氢气储存于权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115459460 A 220MPa储氢瓶组内， 二级增压储氢系统通过5 0MPa增压机将氢气储 存于45MPa储氢瓶组内； 所述能源管理模组用于建立能量管理， 针对站内分布式能源运行及并网需求、 负荷用 电需求， 开展综合能源服务与大数据分析业务， 将原本分散的能源数据统筹分配、 合理协 调， 通过将来自于各能源的数据进行统一分析比较。 7.根据权利要求6所述的系统， 其特征在于， 所述增压模组前段气源出口压力为1.5 ‑ 3MPa， 氢气增压机的压缩比及现场储 氢采用分段压缩， 分别压缩至20MPa和45MPa， 储氢量分 配及增压机启停20MPa氢气增压机与制氢设备同步工作， 45MPa压缩机按加氢情况合理设置 启停。 8.根据权利要求6所述的系统， 其特征在于， 所述 能量管理模组包括数据通讯模组和智 能调控模组， 所述数据通讯模组包括用户侧的监测及数据采集系统、 供能侧的监测及数据 采集系统、 数据传输系统和外 部通讯系统。 9.根据权利要求8所述的系统， 其特征在于， 所述智能调控模组实时对数据通讯系统所 收集的数据进行分析， 调控供能单 元输出功率及储能单 元充放动作。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115459460 A 3