主营
依托风电、光伏等可再生能源开展电解水制氢，所产出的绿氢具备近零碳排放特征，是传统化石能源制氢具潜力的低碳替代方案。该技术不仅能够支撑新型电力系统吸纳新能源电力，充当重要的长时储能媒介，同时为工业、交通运输、化工领域实现深度脱碳提供关键可行路径。
风电与光伏发电天然存在间歇性、波动性特征，众多新能源基地时常面临电力富余、难以并网消纳的难题。借助电解水技术，可将电网无法即时消纳的富余电能转化为氢能完成存储，构建 “电能 — 氢能 — 发电或工业直接利用” 的能量转化链条。依靠这套模式实现长周期储能，有效提高风光资源利用效率，也为大规模、远距离新能源电力消纳提供重要解决思路。
制氢工艺分类及电气原理
当前电解水制氢主流技术路线包含碱性电解（ALK）、质子交换膜电解（PEM）、固体氧化物高温电解（SOEC）与阴离子交换膜电解（AEM）四类。其中碱性电解技术商业化成熟度高，占据市场 80% 以上份额，是现阶段产业化应用的主流方案。本文围绕电解水制氢站系统，阐述电解制氢整流工作原理，并开展配套电气二次设备选型分析。
本碱性电解水制氢系统采用光伏自发自用、电网兜底备用运行模式，整体由10kV高压配电、24脉波移相整流直流供电、电解制氢工艺、0.4kV辅机配电四大核心系统组成，可实现绿氢连续、稳定规模化制备。
1.优先使用光伏绿电，经24脉整流变成直流电驱动电解槽制绿氢；
2.光照不足时，市政10kV电网补电，保证连续制氢；
3.高低压两级无功补偿配合24脉整流，解决大功率整流谐波和直流纹波难题；
4.全套水、冷、气、储配套设备由0.4kV统一供电，形成完整可连续运行的光伏绿氢站。
二次设备选型
Part.1
10kV变配电部分
本系统保护配置严格依据NB/T10447-2020《整流变压器组保护装置通用技术要求》及电力变压器继电保护相关规范，结合10kV双移相变压器24脉整流架构、光伏与电网双电源供电模式、碱性电解制氢特殊工况，将全站保护体系划分为电气主保护、电气后备保护、非电量保护、整流阀侧专项保护及系统联动保护五大类别。系统为两台移相整流变压器独立配置全套保护装置，与整流桥、直流母线协同配合，实现交直流全链路、安全防护。
Part.2
10kV光伏并网部分
本项目分布式光伏采用10kV并网、自发自用、余电不上网运行方式。为满足电网并网合规要求、保障电站长期稳定运行并规避电网考核，系统配套并网保护与监测配置：10kV进线设置防逆流保护，升压箱变配置保护测控装置，并网柜集成防孤岛保护、电能质量在线监测及电能计量设备；同时搭载Acrel-1000DP光伏监控系统，可对接电网调度，实现全站安全合规并网。
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Part.3
0.4kV保护测控
0.4kV部分主要包含0.4kV水泵、电机、线路保护，如补水泵、配碱泵、冷却水供/回水泵、冷冻水供/回水泵、压缩机等。
Part.4
直流绝缘监测
电解槽工作在直流低压、大电流工况下，碱液导电，潮湿、漏碱易造成直流对地漏电，氢气易燃易爆，绝缘监测是电解槽标配安全保护。
Part.5
交直流计量
系统在10kV高压回路、0.4kV低压回路及直流回路均配置多功能计量电表，可精准统计全站发电、用电数据。同时针对关键回路开展电能质量监测，可实时捕捉谐波畸变率、直流纹波系数等核心参数，为系统稳定运行、电能质量优化提供数据支撑。
Part.6
防爆区域本安信号隔离
由于氢气易燃易爆，在制氢的控制过程中，防爆区域内需要本安信号隔离，隔离式安全栅。
制氢站能源管理
Acrel-2000MG 能量管理系统能够对制氢站源（市电、分布式光伏、风机）、网（内部配电网）、荷（电解槽及辅助设备）、储能系统进行实时监测与优化调控。该系统可实现源网荷储资源的协同联动与灵活调度，通过多策略控制优化运行模式，有效提升新能源消纳能力，实现削峰填谷，降低电网扩容投资与站内运行成本，提升电网运行安全性。此外，系统具备交直流电气故障、现场环境异常等告警与联动控制功能，保障制氢站安全、稳定、不间断运行。
