專利名稱：兩直流電源互為補充用供電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種兩直流電源互為補充用供電裝置，尤其涉及一種為“非并網(wǎng) 風電”及市電兩路供電制氫提供電解電源的兩直流電源互為補充用供電中間裝置。
背景技術：
在21世紀的今天，世界能源結構正孕育著重大的轉變，即由礦物能源系統(tǒng)向可再 生能源為基礎的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉變。在眾多的可再生能源中，目前發(fā)展最快、商業(yè)化最廣 泛、經(jīng)濟上最適用的當數(shù)風能發(fā)電。我國是風能大國，風能開發(fā)利用潛力很大，然而，受風電 在電網(wǎng)中比例的限制以及風電成本居高不下等因素制約，難以發(fā)揮對能源結構戰(zhàn)略性調(diào)整 作用。一方面，我國受能源和環(huán)境雙重瓶頸的嚴重約束，另一方面，我國豐富的風能資源卻 未能得到有效開發(fā)利用。根據(jù)我國國情，風電發(fā)展必須進行基礎理論創(chuàng)新，走具有中國特色 和自主知識產(chǎn)權的多元化發(fā)展之路，而“非并網(wǎng)風電”正是這種理論創(chuàng)新和實踐。大規(guī)模非 并網(wǎng)風電系統(tǒng)是指風電系統(tǒng)的終端負荷不是傳統(tǒng)的單一電網(wǎng)，而是將風電直接應用于一系 列能適應風電特性的高耗能產(chǎn)業(yè)及其它特殊領域。水電解制氫就是典型的高耗電能產(chǎn)業(yè)。 通過模擬試驗對非并網(wǎng)風電直接應用于水電解制氫的可行性進行研究，試驗表明，水電解 生產(chǎn)均能較好地適應風電特性，生產(chǎn)過程中的電壓或電流波動，只影響設備的產(chǎn)氣量，不影 響設備的使用壽命和工藝流程。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種兩直流電源互為補充用 供電裝置。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)兩直流電源互為補充用供電裝置，其特征在于包括市電整流電源和風電整流電 源，所述市電整流電源和風電整流電源以并聯(lián)方式接入至電解槽的電源輸入端。進一步地，上述的兩直流電源互為補充用供電裝置，其中，所述市電整流電源的正 極與電解槽連接的線路上設置有二極管，所述二極管的正極連接市電整流電源的正極。更進一步地，上述的兩直流電源互為補充用供電裝置，其中，所述風電整流電源的 正極與電解槽連接的線路上設置有二極管，所述二極管的正極連接風電整流電源的正極。本實用新型技術方案的實質(zhì)性特點和進步主要體現(xiàn)在本實用新型裝置為兩直流電源互為補充用，一方面充分利用了整流管單向?qū)щ娦?的特性，再配合電壓高低互相抵制的原理，另一方面利用了水電解制氫的有一個電壓范圍， 也即有最低電解電壓，有額定產(chǎn)氣量電壓；實現(xiàn)了一路(風電整流電源)作為主要供電電 源，另一路(市電整流電源)作為輔助電源，當主要供電電源(風電整流電源)欠壓時，另 一路輔助電源(市電整流電源)及時補充供電，最大限度的保證了電解制氫的最低電解正 常運行。以下結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明

圖1 本實用新型的原理示意圖。圖中各附圖標記的含義1-市電整流電源，2-二極管，3-風電整流電源，4-二極管，5-電解槽。
具體實施方式
本實用新型提供一種兩直流電源互為補充用供電裝置，雙路供電時，網(wǎng)電自動為 風電補充，保證了水電解制氫的正常連續(xù)運行。當中的雙路供電就采用了兩直流電源互為 補充用供電中間裝置，為試驗的順利進行起到了關鍵性的作用。如圖1所示，兩直流電源互為補充用供電裝置，包括市電整流電源1和風電整流電 源3，市電整流電源1和風電整流電源3以并聯(lián)方式接入至電解槽5的電源輸入端；市電整 流電源1的正極與電解槽5連接的線路上設置有二極管2，二極管2的正極連接市電整流電 源1的正極，風電整流電源3的正極與電解槽5連接的線路上設置有二極管4，二極管4的 正極連接風電整流電源3的正極。本裝置為兩直流電源互為補充用，一方面充分利用了整流管單向?qū)щ娦缘奶匦裕?再配合電壓高低互相抵制的原理，另一方面利用了水電解制氫的有一個電壓范圍，也即有 最低電解電壓，有額定產(chǎn)氣量電壓。實現(xiàn)了一路(風電整流電源3)作為主要供電電源，一 路(市電整流電源1)作為輔助電源，當主要供電電源(風電整流電源3)欠壓時，另一路輔 助電源(市電整流電源1)及時無縫補充供電，最大限度的保證了電解制氫的最低電解正常 運行。市電整流電源1的主要部分就是整流管，整流管也就是二極管，一般通過的電流 較大。利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動直流 電。也可直接把直流電接入，使其成為可以單一方向通過的直流電。整流二極管包含一個 PN結，有陽極和陰極兩端。P區(qū)的載流子是空穴，N區(qū)的載流子是電子，在P區(qū)和N區(qū)間形 成一定的位壘。外加使P區(qū)相對N區(qū)為正的電壓時，位壘降低，位壘兩側附近產(chǎn)生儲存載流 子，能通過大電流，具有低的電壓降(典型值為0.7V)，稱為正向?qū)顟B(tài)。若加相反的電 壓，使位壘增加，可承受高的反向電壓，流過很小的反向電流(稱反向漏電流)，稱為反向阻 斷狀態(tài)。利用這種特性，當兩直流電并聯(lián)時，若當中一路通過的電壓高過另一路的電壓，勢 必造成針對另一路的電壓成反向電壓，從而也就抑制了這路的電流通過。整流管具有溫度保護作用，因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超 過容許限度(硅管為140左右，鍺管為90左右)時，就會使管芯過熱而損壞。所以，二極管 使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。同時為了保護此種情況發(fā)生，配套相應的散 熱片進行降溫，為了更加可靠，加裝軸流風扇進行強制風冷。整流管的最高反向工作電壓， 加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時，會將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰Τ扇珜?態(tài)，為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。同時，為了保護整個電路正常運行，在 其電路中串聯(lián)快速熔斷器進行保護。具體應用時，為了電解槽正常制氫，先將市電整流電源1設一個最低限的電解穩(wěn) 壓電源，如45VDC 5 50VDC)，假設風電直流電源3直流電壓一般穩(wěn)在47VDC左右，這樣風電直流電源3供電正常時(維護電解電壓47VDC左右)，因二極管的特性，市電整流電源 1不供電，當風電直流電源3供電不足時(也即電解電壓低于45VDC)，此時，二極管的特性 由市電整流電源1代替風電直流電源3供電電解。兩直流電源互為補充用供電中間裝置結構簡單，主要電路就兩塊整流管，大大減 少了電路故障率。兩直流電源互為補充用供電中間裝置結構合理，配有溫控開關，當溫度達 到一定溫度時自動啟動降溫風機進行降溫，配有熔斷器，防止整流柜擊穿短路，保護整個電 路。兩直流電源互為補充用供電中間裝置工作時首先對當中一回路(市電)供電電源進 行最低要求的正常配電一輔助電源，可以人為設定制氫裝置最低要求的正常運行電壓。另 一回路(非并網(wǎng)風能供電)就作為主供電電源進行配電，當主供電電源電壓超過輔助配電 的電壓時，輔助配電供電輸出功率就會隨著下降，直至無輸出進入熱備狀態(tài)。當主供電電源 輸出功率下降時，接近先前人為設定的制氫裝置最低要求的正常運行電壓時，輔助電路根 據(jù)當前狀況進行即時補充供電，保證了后續(xù)設備的正常連續(xù)運行。兩直流電源互為補充用 供電中間裝置，只要兩直流供電電源有可能都達不到設備運行要求時但兩路總供電時可以 滿足時，還能夠保證設備的正常運行，這當然又可考慮到風能與太陽能的配套使用領域中。綜上所述，本實用新型兩直流電源互為補充用供電中間裝置解決了其中一路不穩(wěn) 定的直流供電問題，保證了水電解制氫的正常連續(xù)運行，也為“非并網(wǎng)風電”為主、市電為輔 共用狀態(tài)下提供了不可缺的的中間供電裝置。需要強調(diào)的是以上僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任 何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等 同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求1.兩直流電源互為補充用供電裝置，其特征在于包括市電整流電源和風電整流電 源，所述市電整流電源和風電整流電源以并聯(lián)方式接入至電解槽的電源輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的兩直流電源互為補充用供電裝置，其特征在于所述市電整 流電源的正極與電解槽連接的線路上設置有二極管，所述二極管的正極連接市電整流電源 的正極。
3.根據(jù)權利要求1所述的兩直流電源互為補充用供電裝置，其特征在于所述風電整 流電源的正極與電解槽連接的線路上設置有二極管，所述二極管的正極連接風電整流電源 的正極。
專利摘要本實用新型提供一種兩直流電源互為補充用供電裝置，包括市電整流電源和風電整流電源，所述市電整流電源和風電整流電源以并聯(lián)方式接入至電解槽的電源輸入端。該裝置為兩直流電源互為補充用，一方面充分利用了整流管單向?qū)щ娦缘奶匦?，再配合電壓高低互相抵制的原理，另一方面利用了水電解制氫的有一個電壓范圍，也即有最低電解電壓，有額定產(chǎn)氣量電壓；實現(xiàn)了一路(風電整流電源)作為主要供電電源，另一路(市電整流電源)作為輔助電源，當主要供電電源欠壓時，另一路輔助電源及時補充供電，從而最大限度的保證電解制氫的最低電解正常運行。
文檔編號H02J9/06GK201860168SQ20102062046
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權日2010年11月23日
發(fā)明者董太明 申請人:蘇州競立制氫設備有限公司