整流器拓扑结构与电解特性对质子交换膜电解池比能耗影响

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作   者：

董雁楠;  李相俊;  韩子娇;  高磊;  马少华;  姚鑫; 

作者机构：

国网辽宁省电力有限公司;  沈阳工业大学电气工程学院;  新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司); 

关键词：

电堆温度;  电解特性;  比能耗;  整流器拓扑结构;  质子交换膜电解池; 

期刊名称：

高电压技术

i s s n：

1003-6520

年卷期：

2023 年 49 卷 010 期

页   码：

4131-4141

摘   要：

整流器拓扑结构与电解特性是影响质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell,PEMEC)比能耗的主要因素.对此,考虑了电解特性中的电化学反应和电堆温度对电压模型的影响,建立了 PEMEC电压灰箱模型.该模型用于研究不同电堆温度、电网供电电压及电堆电流条件下,6脉波桥式、12脉波桥式与基于脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流型3种整流器拓扑结构及理想直流电源对PEMEC比能耗的影响.研究结果表明,相较于6脉波桥式和12脉波桥式整流器,PWM电流型整流器具有更低的电解池比能耗,并与理想直流电源条件下计算结果相近.电解池比能耗随着电堆温度的升高而减小,随着电网供电电压和电堆电流的升高而增大.研究为多种运行工况下不同整流器拓扑结构的电解池比能耗计算提供了有效途径.