CN220265867U - 一种制氢电源控制系统及制氢电源系统 - Google Patents
一种制氢电源控制系统及制氢电源系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220265867U CN220265867U CN202321428205.0U CN202321428205U CN220265867U CN 220265867 U CN220265867 U CN 220265867U CN 202321428205 U CN202321428205 U CN 202321428205U CN 220265867 U CN220265867 U CN 220265867U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- hydrogen production
- production power
- motherboard
- control system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种制氢电源控制系统，包括上位机和多个控制器，各所述控制器分别与制氢电源系统的各功率单元一一对应，各所述控制器分别与上位机相连；各所述控制器均包括母板和子板，所述子板位于所述母板上且与母板电连接；其中子板为核心控制板，所述母板为接口板。本实用新型还公开了一种制氢电源系统，包括多个功率单元和如上所述的制氢电源控制系统，各功率单元相互并联且互为冗余。本实用新型的制氢电源控制系统采用总控加分控的控制拓扑，实现了每个功率单元之间的独立工作，提升了制氢电源的可用性；采用子母板结构，故障更换成本以及技术开发成本低。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及制氢技术领域，具体涉及一种制氢电源控制系统及制氢电源系统。
背景技术
在现有制氢系统中，制氢电源装置作为一个重要环节，其核心作用是从交流电网获取电能，通过电力电子变换器件，给电解槽供电。制氢电源装置的构成如图1所示。
在新能源绿电制氢行业中，制氢系统能否长时间的稳定工作，对电解槽的使用寿命和制氢系统的经济性都有着直接的关系。目前国内外主流的电解槽单槽功率在5MW左右，所以5MW级别的制氢电源是目前市场上最主流的机型，制氢系统的长时间稳定工作对制氢电源产品的可靠性和可用性提出了很高的要求。因此，在设计制氢电源产品时，需要对功率单元支路进行冗余设计，具体的主电路拓扑如图2所示，由多个独立的功率单元支路通过交流侧和直流侧都并联起来组成一套5MW级别的制氢电源，每个功率单元支路包含一个AC/DC变流器和一个DC/DC变流器。制氢电源工作时，当某个功率单元支路故障后，该故障支路从电源系统中切除，电源降容运行。根据制氢电源的可靠性和可用性要求，现在采用一个控制器来控制所有的功率单元支路，在可用性上是达不到要求的，因为控制器一旦故障，制氢电源将退出运行。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种可靠性高的制氢电源控制系统及制氢电源系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
一种制氢电源控制系统，包括上位机和多个控制器，各所述控制器分别与制氢电源系统的各功率单元一一对应，各所述控制器分别与上位机相连；
各所述控制器均包括母板和子板，所述子板位于所述母板上且与母板电连接；其中子板为核心控制板，所述母板为接口板。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述子板包括两个OMAP模块和一个FPGA模块，两个OMAP模块分别与FPGA模块相连；其中OMAP模块内部包括ARM处理器和DSP处理器，所述ARM处理器与DSP处理器相连。
所述母板包括电源处理模块、485通讯模块、CAN通讯模块、模拟量信号采集模块、IGBT脉冲输出与状态采集模块、数字量输入和输出信号处理模块、以及AD处理模块中的一种或多种。
所述母板包括多路高压采样通道。
所述母板和子板之间焊接或插接以实现电连接。
本实用新型还公开了一种制氢电源系统，包括多个功率单元和如上所述的制氢电源控制系统，各功率单元相互并联且互为冗余。
作为上述技术方案的进一步改进：
各所述功率单元包括AC/DC变流器和DC/DC变流器，所述AC/DC变流器的输出端与DC/DC变流器的输入端相连。
所述AC/DC变流器的输入端设有第一开关，所述DC/DC变流器的输出端设有第二开关。
所述第一开关和第二开关均为断路器。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型的制氢电源控制系统采用总控加分控的控制拓扑，每个功率单元配置一个分布式控制器，每个分布式控制器独立工作，互不影响，实现了每个功率单元之间的独立工作；在某一功率单元故障后，只需切除该故障支路，不会影响到其它功率单元的工作，提升了制氢电源的可用性。
本实用新型的制氢电源控制系统的控制器采用子母板结构，其中子板为通用类核心控制板，母板为适配性接口板，子母板功能划分清晰，故障更换时更有针对性，成本更低；在细分产品做变形设计时，只需重新设计母板，技术开发成本更低。
本实用新型的制氢电源控制系统的控制器自带了外部传感器以及IGBT模块供电的能力，省去了外部供电电源的成本；同时具备峰值电压低于1000V电压信号的直接采集能力，省去了电压传感器的成本。
附图说明
图1为现有技术中的制氢电源装置的结构示意图。
图2为现有技术中功率单元的电路原理图。
图3为本实用新型的制氢电源控制系统的拓扑结构图。
图4为本实用新型的控制器在具体应用时的拓扑结构图。
图5为本实用新型的控制器在实施例的结构示意图。
图6为本实用新型的子板在实施例的拓扑结构图。
图7为本实用新型的子板在实施例的结构示意图。
图8为本实用新型的母板在实施例的结构示意图。
图例说明：1、上位机；2、控制器；21、子板；22、母板；3、功率单元。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
如图3所示，本实用新型实施例的制氢电源控制系统，包括上位机1和多个控制器2，各控制器2分别与制氢电源系统的各功率单元3一一对应，各控制器2分别通过以太网交换机与上位机1相连；即每个功率单元3均配置一个分布式控制器2，各分布式控制器2之间没有任何的电气或通讯连接，都只接收上位机1的指令独立进行工作；
各控制器2采用叠板式OMAP控制平台，包括母板22和子板21，子板21位于母板22上且与母板22电连接，如焊接或插接式连接；其中子板21为通用性核心控制板，母板22为适配性接口板，如图4-5所示。
具体地，如图6-7所示，子板21包括两个OMAP模块和一个FPGA模块，两个OMAP模块分别与FPGA模块相连；其中OMAP模块内部包括ARM处理器和DSP处理器，所述ARM处理器与DSP处理器相连。其中OMAP(Open Multimedia Application Platform)是德州仪器(TI)开发的高集成度嵌入式处理器；ARM(Advanced RISC Machine)是先进RISC微处理器；DSP(Digital Signal Processing)是能够实现数字信号处理的芯片；FPGA(FieldProgrammable Gate Array)为现场可编程逻辑门阵列。
如图8所示，母板22则包括电源处理模块、485通讯模块、CAN通讯模块、模拟量信号采集模块、IGBT脉冲输出与状态采集模块、数字量输入和输出信号处理模块、以及AD处理模块。另外，母板22还具备给外部传感器与IBGT模块进行供电的能力，配置了6路高压采样通道(包括交流高压采样通道和直流高压采样通道)，对于峰值低于1000V的电压信号可以直接接入控制器2进行采样。
本实用新型的制氢电源控制系统采用总控加分控的控制拓扑，每个功率单元3配置一个分布式控制器2，每个分布式控制器2独立工作，互不影响，实现了每个功率单元3之间的独立工作；在某一功率单元3故障后，只需切除该故障支路，不会影响到其它功率单元3的工作，提升了制氢电源的可用性。
本实用新型的制氢电源控制系统的控制器2采用子母板结构，其中子板21为通用类核心控制板，母板22为适配性接口板，子母板功能划分清晰，故障更换时更有针对性，成本更低；在细分产品做变形设计时，只需重新设计母板22，技术开发成本更低。
本实用新型的制氢电源控制系统的控制器2自带了外部传感器以及IGBT模块供电的能力，省去了外部供电电源的成本；同时具备峰值电压低于1000V电压信号的直接采集能力，省去了电压传感器的成本。
本实用新型实施例还提供了一种制氢电源系统，包括多个功率单元3和如上所述的制氢电源控制系统，各功率单元3相互并联且互为冗余。本实用新型的制氢电源系统包括如上所述的制氢电源控制系统，同样具有如上制氢电源控制系统所述的优点。另外各功率单元3相互并联且互为冗余，能够保障系统工作的可靠性。
具体地，各功率单元3包括AC/DC变流器和DC/DC变流器，AC/DC变流器的输出端与DC/DC变流器的输入端相连。AC/DC变流器的输入端设有第一开关，DC/DC变流器的输出端设有第二开关；其中第一开关和第二开关均为断路器。当制氢电源中的某个功率单元3发生故障后，分布式控制器2将会跳开该功率单元3交流侧和直流侧的断路器，并将故障信息上报给上位机1，制氢电源功率减少P/N，N为功率单元3支路的个数，P为制氢电源的功率，当功率单元3支路故障个数超过N-2时，整套制氢电源系统退出运行，进行设备检修。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种制氢电源控制系统，其特征在于，包括上位机(1)和多个控制器(2)，各所述控制器(2)分别与制氢电源系统的各功率单元(3)一一对应，各所述控制器(2)分别与上位机(1)相连；
各所述控制器(2)均包括母板(22)和子板(21)，所述子板(21)位于所述母板(22)上且与母板(22)电连接；其中子板(21)为核心控制板，所述母板(22)为接口板。
2.根据权利要求1所述的制氢电源控制系统，其特征在于，所述子板(21)包括两个OMAP模块和一个FPGA模块，两个OMAP模块分别与FPGA模块相连；其中OMAP模块内部包括ARM处理器和DSP处理器，所述ARM处理器与DSP处理器相连。
3.根据权利要求1或2所述的制氢电源控制系统，其特征在于，所述母板(22)包括电源处理模块、485通讯模块、CAN通讯模块、模拟量信号采集模块、IGBT脉冲输出与状态采集模块、数字量输入和输出信号处理模块、以及AD处理模块中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的制氢电源控制系统，其特征在于，所述母板(22)包括多路高压采样通道。
5.根据权利要求1或2所述的制氢电源控制系统，其特征在于，所述母板(22)和子板(21)之间焊接以实现电连接。
6.根据权利要求1或2所述的制氢电源控制系统，其特征在于，所述母板(22)和子板(21)之间插接以实现电连接。
7.一种制氢电源系统，其特征在于，包括多个功率单元(3)和如权利要求1-6中任意一项所述的制氢电源控制系统，各功率单元(3)相互并联且互为冗余。
8.根据权利要求7所述的制氢电源系统，其特征在于，各所述功率单元(3)包括AC/DC变流器和DC/DC变流器，所述AC/DC变流器的输出端与DC/DC变流器的输入端相连。
9.根据权利要求8所述的制氢电源系统，其特征在于，所述AC/DC变流器的输入端设有第一开关，所述DC/DC变流器的输出端设有第二开关。
10.根据权利要求9所述的制氢电源系统，其特征在于，所述第一开关和第二开关均为断路器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321428205.0U CN220265867U (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 一种制氢电源控制系统及制氢电源系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321428205.0U CN220265867U (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 一种制氢电源控制系统及制氢电源系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220265867U true CN220265867U (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=89305211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321428205.0U Active CN220265867U (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 一种制氢电源控制系统及制氢电源系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220265867U (zh) |
-
2023
- 2023-06-06 CN CN202321428205.0U patent/CN220265867U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11095131B2 (en) | Battery management system and energy storage power station | |
| CN102969708B (zh) | 一种基于模块化多电平换流器结构的线间潮流控制器 | |
| CN213585162U (zh) | 一种数据中心的交直流供电结构 | |
| CN110588412A (zh) | 电动汽车模块化充电桩系统 | |
| CN202050288U (zh) | 分布式直流电源不间断供电系统 | |
| CN112421679B (zh) | 基于混合微电网的电气接线结构及其能量流动方法 | |
| CN220265867U (zh) | 一种制氢电源控制系统及制氢电源系统 | |
| CN111969708B (zh) | 一种换电站保护系统及保护方法 | |
| CN219801959U (zh) | 一种储能汇流柜及使用该储能汇流柜的储能系统 | |
| CN203039365U (zh) | 一种基于模块化多电平换流器结构的线间潮流控制器 | |
| CN218825257U (zh) | 一种设备控制系统 | |
| CN110867946A (zh) | 一种交直流混供一体化电源 | |
| CN210536522U (zh) | 一种模块化sop系统 | |
| CN210037932U (zh) | 一种主动配电智能模块 | |
| CN210225047U (zh) | 一种煤矿井下用隔爆兼本安型不间断电源装置 | |
| CN207304002U (zh) | 一种具有多输入端的直流能源路由器 | |
| CN218998577U (zh) | 一种数字能量交换和控制单元装置 | |
| CN212412837U (zh) | 一种应急供电系统 | |
| CN215221746U (zh) | 一种可扩展储能系统的汇流柜 | |
| CN114374264B (zh) | 直流系统馈电屏馈电单元插框不停电更换方法 | |
| CN217590263U (zh) | 一种高频直流电源并机通讯切换装置 | |
| CN218850409U (zh) | 一种双路能源供电稳定系统 | |
| CN219812373U (zh) | 整机柜服务器 | |
| CN218976407U (zh) | 一种双电源有功功率变送器 | |
| CN217508317U (zh) | 一种使用储能与ups相结合的应用系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |