一种海上风电耦合海上制氢的系统及方法与流程

1.本发明涉及海上风电技术领域，特别是涉及一种海上风电耦合海上制氢的系统及方法。


背景技术：

2.氢能是一种重要的储能介质，能量密度高，无污染，可实现大规模、跨季节、跨时段、跨地域的储能，可成为促进可再生能源消纳的有效方式。全球海上风电资源丰富，海上风电制氢是一种极其适合大规模部署的未来氢源解决方案，因此探索海上风电融合氢能的发展模式意义重大。
3.然而现有技术中，海上制氢模式是将海上风机发的电力，通过集电线路传送至海上制氢平台，在制氢平台将水电解后利用管道或储氢瓶形式将氢气输送至陆地。结合现有技术发展及设备生产制造能力，海上制氢模式的实施存在以下难点：1、海上环境条件相对恶劣，存在盐雾等不利因素，并且缺乏制氢设备在海上的运行与维护经验；2、海上氢气储运困难，缺乏海底氢气管道及海上平台氢气充装运输的技术，无法有效做到海上制氢以及运输处理技术手段，因此，如何提供一种海上风电耦合海上制氢的系统及方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种海上风电耦合海上制氢的系统及方法，本发明通过pem制氢技术，具有生命周期长、稳定性好、槽腐蚀性小、电解效率高、系统简化、装置结构紧凑等优点，实现了海上高效制氢，并且制备得到的氢纯度极高。
5.为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
6.一种海上风电耦合海上制氢的系统，包括：
7.变压单元，所述变压单元用于对风机电组获得的高压交流电源进行降压处理；
8.整流单元，所述整流单元用于对进行降压处理后的所述高压交流电源进行整流处理，并得到直流电源；
9.电解单元，所述电解单元内设置有水，所述电解单元用于根据所述直流电源对所述水进行电解处理，并得到氢气和水；
10.分离单元，所述分离单元用于对所述氢气和所述水进行气液分离处理，并得到粗氢；
11.纯化单元，所述纯化单元用于对所述粗氢进行纯化处理，并得到纯氢。
12.在本技术的一些实施例中，还包括：
13.检测单元，所述检测单元用于实时检测所述电解单元内水的质量m；
14.控制单元，所述控制单元用于根据所述电解单元内水的质量m控制所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
15.所述控制单元内设定有预设水质量矩阵t0和预设电解处理时间矩阵a，对于所述
预设电解处理时间矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设电解处理时间，a2为第二预设电解处理时间，a3为第三预设电解处理时间，a4为第四预设电解处理时间，且a1＜a2＜a3＜a4；对于所述预设水质量矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设水质量，t02为第二预设水质量，t03为第三预设水质量，t04为第四预设水质量，且t01＜t02＜t03＜t04；
16.所述控制单元用于根据m与所述预设水质量矩阵t0之间的关系选定相应的电解处理时间作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
17.当m＜t01时，选定所述第一预设电解处理时间a1作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
18.当t01≤m＜t02，选定所述第二预设电解处理时间a2作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
19.当t02≤m＜t03，选定所述第三预设电解处理时间a3作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
20.当t03≤m＜t04，选定所述第四预设电解处理时间a4作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间。
21.在本技术的一些实施例中，所述检测单元还用于检测进行整流处理后的所述直流电源的电压值v；
22.所述控制单元还用于根据所述直流电源的电压值v对所述水进行电解处理的时间进行修正；
23.所述控制单元内还设定有预设直流电源电压值矩阵r0和预设电解处理时间修正系数矩阵b，对于所述预设电解处理时间修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设电解处理时间修正系数，b2为第二预设电解处理时间修正系数，b3为第三预设电解处理时间修正系数，b4为第四预设电解处理时间修正系数，且0.8＜b1＜b2＜b3＜b4＜1；
24.对于所述预设直流电源电压值矩阵r0，设定r0(r01，r02，r03，r04)，其中，r01为第一预设直流电源电压值，r02为第二预设直流电源电压值，r03为第三预设直流电源电压值，r04为第四预设直流电源电压值，且r01＜r02＜r03＜r04；
25.所述控制单元还用于根据v与所述预设直流电源电压值矩阵r0之间的关系选定相应的电解处理时间修正系数以对各预设电解处理时间进行修正；
26.当v＜r01时，选定所述第四预设电解处理时间修正系数b4对所述第一预设电解处理时间a1进行修正，修正后的电解处理时间为a1＊b4；
27.当r01≤v＜r02，选定所述第三预设电解处理时间修正系数b3对所述第二预设电解处理时间a2进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b3；
28.当r02≤v＜r03，选定所述第二预设电解处理时间修正系数b2对所述第三预设电解处理时间a3进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b2；
29.当r03≤v＜r04，选定所述第一预设电解处理时间修正系数b1对所述第四预设电解处理时间a4进行修正，修正后的电解处理时间为a4＊b1。
30.在本技术的一些实施例中，所述整流单元内设置有若干整流器，所述整流器用于对进行降压处理后的所述高压交流电源进行整流处理。
31.在本技术的一些实施例中，所述电解单元内设置有若干电解槽，所述电解槽内设
置有若干pem质子交换膜，所述电解槽用于对所述水进行电解处理。
32.在本技术的一些实施例中，所述分离单元还用于对所述氢气和所述水进行气液分离处理后，对所述氢气和所述水进行冷却和分离，并得到粗氢。
33.在本技术的一些实施例中，所述纯化单元还用于对所述粗氢进行脱氧、冷却和干燥处理，并得到所述纯氢。
34.为了实现上述目的，本发明还提供了一种海上风电耦合海上制氢的方法，应用于所述的海上风电耦合海上制氢的系统中，包括：
35.对风机电组获得的高压交流电源进行降压处理；
36.对进行降压处理后的所述高压交流电源进行整流处理，并得到直流电源；
37.根据所述直流电源对水进行电解处理，并得到氢气和水；
38.对所述氢气和所述水进行气液分离处理，并得到粗氢；
39.对所述粗氢进行纯化处理，并得到纯氢。
40.在本技术的一些实施例中，还包括：
41.实时检测所述电解单元内水的质量m；
42.根据所述电解单元内水的质量m控制所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
43.预先设定有预设水质量矩阵t0和预设电解处理时间矩阵a，对于所述预设电解处理时间矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设电解处理时间，a2为第二预设电解处理时间，a3为第三预设电解处理时间，a4为第四预设电解处理时间，且a1＜a2＜a3＜a4；对于所述预设水质量矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设水质量，t02为第二预设水质量，t03为第三预设水质量，t04为第四预设水质量，且t01＜t02＜t03＜t04；
44.根据m与所述预设水质量矩阵t0之间的关系选定相应的电解处理时间作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
45.当m＜t01时，选定所述第一预设电解处理时间a1作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
46.当t01≤m＜t02，选定所述第二预设电解处理时间a2作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
47.当t02≤m＜t03，选定所述第三预设电解处理时间a3作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；
48.当t03≤m＜t04，选定所述第四预设电解处理时间a4作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间。
49.在本技术的一些实施例中，还包括：
50.检测进行整流处理后的所述直流电源的电压值v；
51.根据所述直流电源的电压值v对所述水进行电解处理的时间进行修正；
52.预先设定有预设直流电源电压值矩阵r0和预设电解处理时间修正系数矩阵b，对于所述预设电解处理时间修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设电解处理时间修正系数，b2为第二预设电解处理时间修正系数，b3为第三预设电解处理时间修正系数，b4为第四预设电解处理时间修正系数，且0.8＜b1＜b2＜b3＜b4＜1；
53.对于所述预设直流电源电压值矩阵r0，设定r0(r01，r02，r03，r04)，其中，r01为第一预设直流电源电压值，r02为第二预设直流电源电压值，r03为第三预设直流电源电压值，r04为第四预设直流电源电压值，且r01＜r02＜r03＜r04；
54.根据v与所述预设直流电源电压值矩阵r0之间的关系选定相应的电解处理时间修正系数以对各预设电解处理时间进行修正；
55.当v＜r01时，选定所述第四预设电解处理时间修正系数b4对所述第一预设电解处理时间a1进行修正，修正后的电解处理时间为a1＊b4；
56.当r01≤v＜r02，选定所述第三预设电解处理时间修正系数b3对所述第二预设电解处理时间a2进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b3；
57.当r02≤v＜r03，选定所述第二预设电解处理时间修正系数b2对所述第三预设电解处理时间a3进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b2；
58.当r03≤v＜r04，选定所述第一预设电解处理时间修正系数b1对所述第四预设电解处理时间a4进行修正，修正后的电解处理时间为a4＊b1。
59.本发明提供了一种海上风电耦合海上制氢的系统及方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
60.本发明根据pem制氢系统架构，通过高压交流电源经降压整流得到供电解槽用的直流电源，通过电解槽电解水得到氢气、氧气和水的混合物，经气液分离系统处理，得到粗氢和粗氧，最后经过纯化和干燥得到最终的纯氢产品，可实现大规模、跨季节、跨时段、跨地域的储能，提高了海上制氢的工作效率。
附图说明
61.图1是本发明实施例中海上风电耦合海上制氢的系统的功能框图；
62.图2是本发明实施例中海上风电耦合海上制氢的方法的流程图。
具体实施方式
63.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
64.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
65.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
66.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内侧的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
申请中的具体含义。
67.参阅图1所示，本发明的公开实施例提供了一种海上风电耦合海上制氢的系统，包括：
68.变压单元，变压单元用于对风机电组获得的高压交流电源进行降压处理；
69.整流单元，整流单元用于对进行降压处理后的高压交流电源进行整流处理，并得到直流电源；
70.电解单元，电解单元内设置有水，电解单元用于根据直流电源对水进行电解处理，并得到氢气和水；
71.分离单元，分离单元用于对氢气和水进行气液分离处理，并得到粗氢；
72.纯化单元，纯化单元用于对粗氢进行纯化处理，并得到纯氢。
73.在本技术的一种具体实施例中，还包括：
74.检测单元，检测单元用于实时检测电解单元内水的质量m；
75.控制单元，控制单元用于根据电解单元内水的质量m控制电解单元对水进行电解处理的时间；
76.控制单元内设定有预设水质量矩阵t0和预设电解处理时间矩阵a，对于预设电解处理时间矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设电解处理时间，a2为第二预设电解处理时间，a3为第三预设电解处理时间，a4为第四预设电解处理时间，且a1＜a2＜a3＜a4；对于预设水质量矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设水质量，t02为第二预设水质量，t03为第三预设水质量，t04为第四预设水质量，且t01＜t02＜t03＜t04；
77.控制单元用于根据m与预设水质量矩阵t0之间的关系选定相应的电解处理时间作为电解单元对水进行电解处理的时间；
78.当m＜t01时，选定第一预设电解处理时间a1作为电解单元对水进行电解处理的时间；
79.当t01≤m＜t02，选定第二预设电解处理时间a2作为电解单元对水进行电解处理的时间；
80.当t02≤m＜t03，选定第三预设电解处理时间a3作为电解单元对水进行电解处理的时间；
81.当t03≤m＜t04，选定第四预设电解处理时间a4作为电解单元对水进行电解处理的时间。
82.在本技术的一种具体实施例中，检测单元还用于检测进行整流处理后的直流电源的电压值v；
83.控制单元还用于根据直流电源的电压值v对水进行电解处理的时间进行修正；
84.控制单元内还设定有预设直流电源电压值矩阵r0和预设电解处理时间修正系数矩阵b，对于预设电解处理时间修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设电解处理时间修正系数，b2为第二预设电解处理时间修正系数，b3为第三预设电解处理时间修正系数，b4为第四预设电解处理时间修正系数，且0.8＜b1＜b2＜b3＜b4＜1；
85.对于预设直流电源电压值矩阵r0，设定r0(r01，r02，r03，r04)，其中，r01为第一预设直流电源电压值，r02为第二预设直流电源电压值，r03为第三预设直流电源电压值，r04
为第四预设直流电源电压值，且r01＜r02＜r03＜r04；
86.控制单元还用于根据v与预设直流电源电压值矩阵r0之间的关系选定相应的电解处理时间修正系数以对各预设电解处理时间进行修正；
87.当v＜r01时，选定第四预设电解处理时间修正系数b4对第一预设电解处理时间a1进行修正，修正后的电解处理时间为a1＊b4；
88.当r01≤v＜r02，选定第三预设电解处理时间修正系数b3对第二预设电解处理时间a2进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b3；
89.当r02≤v＜r03，选定第二预设电解处理时间修正系数b2对第三预设电解处理时间a3进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b2；
90.当r03≤v＜r04，选定第一预设电解处理时间修正系数b1对第四预设电解处理时间a4进行修正，修正后的电解处理时间为a4＊b1。
91.在本技术的一种具体实施例中，整流单元内设置有若干整流器，整流器用于对进行降压处理后的高压交流电源进行整流处理。
92.在本技术的一种具体实施例中，电解单元内设置有若干电解槽，电解槽内设置有若干pem质子交换膜，电解槽用于对水进行电解处理。
93.在本技术的一种具体实施例中，分离单元还用于对氢气和水进行气液分离处理后，对氢气和水进行冷却和分离，并得到粗氢。
94.在本技术的一种具体实施例中，纯化单元还用于对粗氢进行脱氧、冷却和干燥处理，并得到纯氢。
95.基于相同的技术构思，参阅图2所示，本发明还提供了一种海上风电耦合海上制氢的方法，应用于海上风电耦合海上制氢的系统中，包括：
96.对风机电组获得的高压交流电源进行降压处理；
97.对进行降压处理后的高压交流电源进行整流处理，并得到直流电源；
98.根据直流电源对水进行电解处理，并得到氢气和水；
99.对氢气和水进行气液分离处理，并得到粗氢；
100.对粗氢进行纯化处理，并得到纯氢。
101.在本技术的一种具体实施例中，还包括：
102.实时检测电解单元内水的质量m；
103.根据电解单元内水的质量m控制电解单元对水进行电解处理的时间；
104.预先设定有预设水质量矩阵t0和预设电解处理时间矩阵a，对于预设电解处理时间矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设电解处理时间，a2为第二预设电解处理时间，a3为第三预设电解处理时间，a4为第四预设电解处理时间，且a1＜a2＜a3＜a4；对于预设水质量矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设水质量，t02为第二预设水质量，t03为第三预设水质量，t04为第四预设水质量，且t01＜t02＜t03＜t04；
105.根据m与预设水质量矩阵t0之间的关系选定相应的电解处理时间作为电解单元对水进行电解处理的时间；
106.当m＜t01时，选定第一预设电解处理时间a1作为电解单元对水进行电解处理的时间；
107.当t01≤m＜t02，选定第二预设电解处理时间a2作为电解单元对水进行电解处理
的时间；
108.当t02≤m＜t03，选定第三预设电解处理时间a3作为电解单元对水进行电解处理的时间；
109.当t03≤m＜t04，选定第四预设电解处理时间a4作为电解单元对水进行电解处理的时间。
110.在本技术的一种具体实施例中，还包括：
111.检测进行整流处理后的直流电源的电压值v；
112.根据直流电源的电压值v对水进行电解处理的时间进行修正；
113.预先设定有预设直流电源电压值矩阵r0和预设电解处理时间修正系数矩阵b，对于预设电解处理时间修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设电解处理时间修正系数，b2为第二预设电解处理时间修正系数，b3为第三预设电解处理时间修正系数，b4为第四预设电解处理时间修正系数，且0.8＜b1＜b2＜b3＜b4＜1；
114.对于预设直流电源电压值矩阵r0，设定r0(r01，r02，r03，r04)，其中，r01为第一预设直流电源电压值，r02为第二预设直流电源电压值，r03为第三预设直流电源电压值，r04为第四预设直流电源电压值，且r01＜r02＜r03＜r04；
115.根据v与预设直流电源电压值矩阵r0之间的关系选定相应的电解处理时间修正系数以对各预设电解处理时间进行修正；
116.当v＜r01时，选定第四预设电解处理时间修正系数b4对第一预设电解处理时间a1进行修正，修正后的电解处理时间为a1＊b4；
117.当r01≤v＜r02，选定第三预设电解处理时间修正系数b3对第二预设电解处理时间a2进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b3；
118.当r02≤v＜r03，选定第二预设电解处理时间修正系数b2对第三预设电解处理时间a3进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b2；
119.当r03≤v＜r04，选定第一预设电解处理时间修正系数b1对第四预设电解处理时间a4进行修正，修正后的电解处理时间为a4＊b1。
120.综上所述，本发明根据pem制氢系统架构，通过高压交流电源经降压整流得到供电解槽用的直流电源，通过电解槽电解水得到氢气、氧气和水的混合物，经气液分离系统处理，得到粗氢和粗氧，最后经过纯化和干燥得到最终的纯氢产品，可实现大规模、跨季节、跨时段、跨地域的储能，提高了海上制氢的整体工作效率。
121.以上仅为本发明的一个实施例子，但不能以此限制本发明的范围，凡依据本发明所做的结构上的变化，只要不失本发明的要义所在，都应视为落入本发明保护范围之内受到制约。
122.所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
123.需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当
限定。
124.本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd－rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
125.术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
126.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
127.以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种海上风电耦合海上制氢的系统，其特征在于，包括：变压单元，所述变压单元用于对风机电组获得的高压交流电源进行降压处理；整流单元，所述整流单元用于对进行降压处理后的所述高压交流电源进行整流处理，并得到直流电源；电解单元，所述电解单元内设置有水，所述电解单元用于根据所述直流电源对所述水进行电解处理，并得到氢气和水；分离单元，所述分离单元用于对所述氢气和所述水进行气液分离处理，并得到粗氢；纯化单元，所述纯化单元用于对所述粗氢进行纯化处理，并得到纯氢。2.根据权利要求1所述的一种海上风电耦合海上制氢的系统，其特征在于，还包括：检测单元，所述检测单元用于实时检测所述电解单元内水的质量m；控制单元，所述控制单元用于根据所述电解单元内水的质量m控制所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；所述控制单元内设定有预设水质量矩阵t0和预设电解处理时间矩阵a，对于所述预设电解处理时间矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设电解处理时间，a2为第二预设电解处理时间，a3为第三预设电解处理时间，a4为第四预设电解处理时间，且a1＜a2＜a3＜a4；对于所述预设水质量矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设水质量，t02为第二预设水质量，t03为第三预设水质量，t04为第四预设水质量，且t01＜t02＜t03＜t04；所述控制单元用于根据m与所述预设水质量矩阵t0之间的关系选定相应的电解处理时间作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；当m＜t01时，选定所述第一预设电解处理时间a1作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；当t01≤m＜t02，选定所述第二预设电解处理时间a2作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；当t02≤m＜t03，选定所述第三预设电解处理时间a3作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；当t03≤m＜t04，选定所述第四预设电解处理时间a4作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间。3.根据权利要求2所述的一种海上风电耦合海上制氢的系统，其特征在于，所述检测单元还用于检测进行整流处理后的所述直流电源的电压值v；所述控制单元还用于根据所述直流电源的电压值v对所述水进行电解处理的时间进行修正；所述控制单元内还设定有预设直流电源电压值矩阵r0和预设电解处理时间修正系数矩阵b，对于所述预设电解处理时间修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设电解处理时间修正系数，b2为第二预设电解处理时间修正系数，b3为第三预设电解处理时间修正系数，b4为第四预设电解处理时间修正系数，且0.8＜b1＜b2＜b3＜b4＜1；对于所述预设直流电源电压值矩阵r0，设定r0(r01，r02，r03，r04)，其中，r01为第一预设直流电源电压值，r02为第二预设直流电源电压值，r03为第三预设直流电源电压值，r04为第四预设直流电源电压值，且r01＜r02＜r03＜r04；
所述控制单元还用于根据v与所述预设直流电源电压值矩阵r0之间的关系选定相应的电解处理时间修正系数以对各预设电解处理时间进行修正；当v＜r01时，选定所述第四预设电解处理时间修正系数b4对所述第一预设电解处理时间a1进行修正，修正后的电解处理时间为a1＊b4；当r01≤v＜r02，选定所述第三预设电解处理时间修正系数b3对所述第二预设电解处理时间a2进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b3；当r02≤v＜r03，选定所述第二预设电解处理时间修正系数b2对所述第三预设电解处理时间a3进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b2；当r03≤v＜r04，选定所述第一预设电解处理时间修正系数b1对所述第四预设电解处理时间a4进行修正，修正后的电解处理时间为a4＊b1。4.根据权利要求1所述的一种海上风电耦合海上制氢的系统，其特征在于，所述整流单元内设置有若干整流器，所述整流器用于对进行降压处理后的所述高压交流电源进行整流处理。5.根据权利要求1所述的一种海上风电耦合海上制氢的系统，其特征在于，所述电解单元内设置有若干电解槽，所述电解槽内设置有若干pem质子交换膜，所述电解槽用于对所述水进行电解处理。6.根据权利要求1所述的一种海上风电耦合海上制氢的系统，其特征在于，所述分离单元还用于对所述氢气和所述水进行气液分离处理后，对所述氢气和所述水进行冷却和分离，并得到粗氢。7.根据权利要求1所述的一种海上风电耦合海上制氢的系统，其特征在于，所述纯化单元还用于对所述粗氢进行脱氧、冷却和干燥处理，并得到所述纯氢。8.一种海上风电耦合海上制氢的方法，应用于如权利要求1－7任一项所述的海上风电耦合海上制氢的系统中，其特征在于，包括：对风机电组获得的高压交流电源进行降压处理；对进行降压处理后的所述高压交流电源进行整流处理，并得到直流电源；根据所述直流电源对水进行电解处理，并得到氢气和水；对所述氢气和所述水进行气液分离处理，并得到粗氢；对所述粗氢进行纯化处理，并得到纯氢。9.根据权利要求8所述的一种海上风电耦合海上制氢的方法，其特征在于，还包括：实时检测所述电解单元内水的质量m；根据所述电解单元内水的质量m控制所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；预先设定有预设水质量矩阵t0和预设电解处理时间矩阵a，对于所述预设电解处理时间矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设电解处理时间，a2为第二预设电解处理时间，a3为第三预设电解处理时间，a4为第四预设电解处理时间，且a1＜a2＜a3＜a4；对于所述预设水质量矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设水质量，t02为第二预设水质量，t03为第三预设水质量，t04为第四预设水质量，且t01＜t02＜t03＜t04；根据m与所述预设水质量矩阵t0之间的关系选定相应的电解处理时间作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；当m＜t01时，选定所述第一预设电解处理时间a1作为所述电解单元对所述水进行电解
处理的时间；当t01≤m＜t02，选定所述第二预设电解处理时间a2作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；当t02≤m＜t03，选定所述第三预设电解处理时间a3作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间；当t03≤m＜t04，选定所述第四预设电解处理时间a4作为所述电解单元对所述水进行电解处理的时间。10.根据权利要求9所述的一种海上风电耦合海上制氢的方法，其特征在于，还包括：检测进行整流处理后的所述直流电源的电压值v；根据所述直流电源的电压值v对所述水进行电解处理的时间进行修正；预先设定有预设直流电源电压值矩阵r0和预设电解处理时间修正系数矩阵b，对于所述预设电解处理时间修正系数矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设电解处理时间修正系数，b2为第二预设电解处理时间修正系数，b3为第三预设电解处理时间修正系数，b4为第四预设电解处理时间修正系数，且0.8＜b1＜b2＜b3＜b4＜1；对于所述预设直流电源电压值矩阵r0，设定r0(r01，r02，r03，r04)，其中，r01为第一预设直流电源电压值，r02为第二预设直流电源电压值，r03为第三预设直流电源电压值，r04为第四预设直流电源电压值，且r01＜r02＜r03＜r04；根据v与所述预设直流电源电压值矩阵r0之间的关系选定相应的电解处理时间修正系数以对各预设电解处理时间进行修正；当v＜r01时，选定所述第四预设电解处理时间修正系数b4对所述第一预设电解处理时间a1进行修正，修正后的电解处理时间为a1＊b4；当r01≤v＜r02，选定所述第三预设电解处理时间修正系数b3对所述第二预设电解处理时间a2进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b3；当r02≤v＜r03，选定所述第二预设电解处理时间修正系数b2对所述第三预设电解处理时间a3进行修正，修正后的电解处理时间为a2＊b2；当r03≤v＜r04，选定所述第一预设电解处理时间修正系数b1对所述第四预设电解处理时间a4进行修正，修正后的电解处理时间为a4＊b1。

技术总结
本发明涉及海上风电技术领域，特别是涉及一种海上风电耦合海上制氢的系统及方法。包括：变压单元，用于对风机电组获得的高压交流电源进行降压处理；整流单元，用于对进行降压处理后的高压交流电源进行整流处理，并得到直流电源；电解单元，电解单元内设置有水，电解单元用于根据直流电源对水进行电解处理，并得到氢气和水；分离单元，用于对氢气和水进行气液分离处理，并得到粗氢；纯化单元，用于对粗氢进行纯化处理，并得到纯氢。本发明通过PEM制氢技术，具有生命周期长、稳定性好、槽腐蚀性小、电解效率高、系统简化、装置结构紧凑等优点，实现了海上高效制氢，并且制备得到的氢纯度极高。并且制备得到的氢纯度极高。并且制备得到的氢纯度极高。


技术研发人员：杨伟明
受保护的技术使用者：华能山东发电有限公司烟台发电厂
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/7/21