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绿电制氢电源系统产品手册POWER SUPPLY SYSTEM FOR GREENHYDROGEN PRODUCTION
株洲中车时代电气股份有限公司2026年3月
绿电制氢电源系统产品手册
目录
一、企业简介
二、绿电制氢电源系统解决方案
三、交流耦合型制氢电源
四、直流耦合型制氢电源
五、柔性绿电制氢能量管理系统
六、典型应用案例
中车株洲电力机车研究所有限公司
中车株洲电力机车研究所有限公司（简称“中车株洲所”）始创于1959年，前身是铁道部株洲电力机车研究所，现为中国中车股份有限公司一级全资子公司。
中车株洲所下属十三家主体，拥有两家上市公司、十一个国家级科研创新平台、三个企业博士后科研工作站、五个海外技术研发中心、十一家国家级专精特新“小巨人”企业。公司拥有近8000名研发人员， 2名中国工程院院士、260余名博士、4000余名硕士。
中车株洲所始终践行国家战略，坚持创新驱动发展，深耕交通和能源领域，积淀了“器件、材料、算法”三大内核技术，构建了轨道交通、清洁能源、汽车与工业三大产业集群，服务我国装备制造高端化、智能化、绿色化发展。公司全面深化改革，连续获评国务院国资委“双百企业”标杆企业，企业发展活力、动力不断增强，2024年营业收入589.57亿元，创造了显著的经济社会效益。
展望“十五五”，中车株洲所将紧扣高质量发展主线，加快发展新质生产力，坚定打造交通和新能源领域世界一流企业，为加快建设制造强国、交通强国，推进中国式现代化作为新的更大贡献。
株洲中车时代电气股份有限公司
株洲中车时代电气股份有限公司是中国中车旗下股份制企业，成立于2005年9月，其前身及母公司为中车株洲电力机车研究所有限公司。
公司专注于交通及能源领域，是一家集研发、生产、销售和服务于一体的国家重点高新技术企业，产业涉及轨道交通、新能源发电、电力电子器件、新能源汽车、工业电气、海洋工程等多个领域，业务遍及全球20多个国家和地区，是中国电气化铁路装备事业的开拓者和领先者，是中国高铁“金名片”的核心动力支撑。
绿电制氢电源系统解决方案
水电解制氢电源是将输入的交流电源、和/或直流电源转换为适合于制氢电解槽工作需要的直流电源的关键装备。
当前，一方面可再生能源尤其是以太阳能和风能为代表的新能源广泛运用，电网具有随机性、间歇性和波动性的特点，另一方面制氢电解槽的单体标方数逐渐增大，对水电解制氢电源提出了新的要求。基于可再生能源供电，采用全控型功率半导体作为主换流器件的水电解制氢电源，与基于不可控器件或半控器件构成的制氢电源相比，具备响应速度快、网侧电能质量好、输出直流纹波低等优点，能够更好地与新型电力系统进行灵活匹配。
中车时代电气专研电力电子与控制技术应用，全控制氢电源在宽负载范围内功率因数高、谐波低、效率优，具备无功补偿功能，无需额外配置电能质量装置；同时直流纹波小，系统响应快，对电解槽友好，完美匹配新能源电网。目前全控制氢电源产品已经和国内外多家电解槽进行匹配应用，并通过CE认证、鉴衡认证和中铁检验认证的CNAS/CMA测试认证。
· 应用条件：
)海拔： 2 0 0 0 \mathsf { m } / 4 5 0 0 \mathsf { m } 可选；
)环境温度： - 4 0 ^ { \circ } C ~ 4 5 ^ { \circ } C ；
)冷却方式：风冷/水冷可选；
)安装方式：户内安装；户外一体式集装箱或撬块安装；
)负载参数：容量 { < } 3 0 MW，直流电流 < 4 0 k \mathsf { A } . ，直流电压＜V，其他参数需定制。
· 产品优势：
)模块化：系列化，平台化，标准产品单元匹配不同电解槽和应用场景需求；
)高集成度：高功率密度模块，积木式拼装，小型化，减少用户占地面积；
)高性能：宽负载范围内，都具有优良的效率指标、电能品质和直流特性；
)安全可靠：高铁品控，精研机-电-热-磁耦合，保证产品的安全性和可靠性；
)智能化：一键启停、全面感知、故障预警、健康管理，让工厂生产更加自动化；
)便捷：一体化组装，优化安装调试时间和成本；集成撬装方案，即插即用。
交流耦合型制氢电源
[定义]
在水电解制氢系统中，连接交流电网，将交流电能转换为制氢电解槽所需要的直流电能的电源装置。
[产品特点]
⊚ 适用场景：电网制氢、风光并网/弱并网制氢、风光离网制氢；
⑨ 标准化功率单元，单机组适配-标方电解槽，最大可并联支持标方电解槽；
⑨ PWM整流，宽负载范围内功率因数高(.)，网侧谐波小( less 3 % ) )，对电网友好；具备无功补偿功能；
⑨ 多重化斩波结构，直流纹波小 ( < 1 % ) ，有效降低直流电耗，对电解槽友好；
⊚ 提供集成高压开关柜、整流变压器/制氢电源、辅助供电及冷却系统的绿电制氢一体化供电解决方案。
交流耦合型制氢电源
交流耦合制氢电源
| 项目 | H250B | H250B-H | H500B | H500B-H | |
| 交流输入参数 | |||||
| 输入电压 | AC 500V | AC 660V | AC 500V | AC 660V | |
| 输入频率 | 50Hz/60Hz | ||||
| 直流输出参数 | |||||
| 最大输出功率 | 1.386 MW | 1.828 MW | 2.77 MW | 3.65MW | |
| 最大输出电压 | DC 700V@1980A | DC 1000V@1828A | DC 700V@3960A | DC1000V@3650A | |
| 最大输出电流 | DC 4400A@315V | DC 4000A@457V | DC8800A@315V | DC 8000A@457V | |
| 输出电压纹波 | ≤1%-Vpp | ||||
| 输出电流纹波 | ≤ 1%-lpp | ||||
| 输出电流精度 | ≤0.2%最大输出电流,恒流状态 | ||||
| 输出电压精度 | ≤0.2%最大输出电压,恒压状态 | ||||
| 负载响应时间 | ≤0.1s | ||||
| 系统特性 | |||||
| AC/DC+DC/DC | |||||
| 最高效率 | 0.98 | ||||
| 谐波(网侧) | |||||
| 功率因数(网侧) | ≥0.99 | ||||
| 冷却方式 | 水冷 | ||||
| 外形尺寸 | 1800mmx1400mmx2340mm 2800mmx1400mmx2340mm2800mmx1400mmx2340mm2800mmx1400mmx2340mm | ||||
| 防护等级 | IP42[或IP54以上户外机型] | ||||
| 噪声(SPL) | ≤75dB (A) | ||||
| 保护 | 短路保护、过压/欠压保护、频率保护、三相不平衡、输出过流保护、超温保护、冷却系统故障、通信故障保护 | ||||
| 通讯接口 | 485、以太网(Modbus RTU、Modbus TCP) | ||||
| 人机接口 | 工控机HMI | ||||
| 进出线方向 | 上进下出、下进上出[可定制] | ||||
注：冷却水要求为纯水，水压.-.Mpa,进水温度 5 - 3 2 ^ { \circ } C : ，流量根据机型容量和电流等级确定；
注：最高工作海拔：米（标准机型）或 <=slant 4 5 0 0 米（高海拔机型）；
注：在平台基础，支持定制化直流参数，欢迎垂询。
H
| 项目 | H1000S | H1000S-H | H1000M | H1000M-H | H1000B | H1000B-H |
| 交流输入参数 | ||||||
| 输入电压 | AC500V | AC660V | AC500V | AC660V | AC500V | AC660V |
| 输入频率 | ||||||
| 直流输出参数 | ||||||
| 最大输出功率 | 5.54 MW | 7.31MW | 5.54 MW | 7.31MW | 5.54 MW | 7.31MW |
| 最大输出电压 | DC700V @7914A | DC_1000V @7310A | DC700V @7914A | DC1000V @7310A | DC 700V @7914A | DC1000V @7310A |
| 最大输出电流 | DC8800A | DC8800A | DC13200A | DC12000A | DC17600A | DC165000A |
| 输出电压纹波 | ||||||
| 输出电流纹波 | ≤1%-Vpp ≤1%-Ipp | |||||
| 输出电流精度 | ≤0.2%最大输出电流,恒流状态 | |||||
| 输出电压精度 | ≤0.2%最大输出电压,恒压状态 | |||||
| 负载响应时间 | ≤0.1s | |||||
| 系统特性 | ||||||
| 拓扑 | ||||||
| 最高效率 | 0.98 | 0.975 | AC/DC+DC/DC 0.98 | 0.975 | 0.98 | 0.975 |
| 谐波(网侧) | ≤3% | |||||
| 功率因数(网侧) | ||||||
| 冷却方式 水冷 | ||||||
| 外形尺寸(宽) | 3800mm | 3800mm | 4800mm | 4800mm | 4800mm | 4800mm |
| 外形尺寸(深) | 1400mm | 1400mm | 1400mm | 1400mm | 1400mm | 1400mm |
| 外形尺寸(高) | 2340mm | 2340mm | 2340mm | 2340mm | 2340mm | 2340mm |
| 防护等级 | IP42[或IP54以上户外机型] | |||||
| 噪声(SPL) ≤75dB (A) | ||||||
| 保护 短路保护、过压/欠压保护、频率保护、三相不平衡、输出过流保护、超温保护、冷却系统故障、通信故障保护 | ||||||
| 通讯接口 485、以太网(ModbusRTU、ModbusTCP) | ||||||
| 人机接口 工控机HMI | ||||||
| 进出线方向 上进下出、下进上出[可定制] | ||||||
交流耦合制氢电源
| 项目 | H1000SS | H1000SS-M | H1000SS-H | H2000SS-H | |
| 交流输入参数 | |||||
| 输入电压 | AC 500V | AC 600V | AC 660V | AC 660V | |
| 输入频率 | 50Hz/60Hz | ||||
| 直流输出参数 | |||||
| 最大输出功率 | 5.54 MW | 6.65MW | 7.31MW | 12MW | |
| 最小输出电压 | DC 700V@7910A | DC 840V@7910A | DC 925V@ 7910A | DC 925V@12000A | |
| 最大输出电压 | DC 1500V@ 3690A | DC 1500V@4430A | DC 1500V@4870A | DC 1500V@ 8000A | |
| 最大输出电流 | DC 7910A | DC 7910A | DC 7910A | DC12000A | |
| 输出电压纹波 | ≤ 2 %-Vpp | ||||
| 输出电流纹波 | ≤ 2 %-Ipp | ||||
| 输出电流精度 | ≤0.2%最大输出电流,恒流状态 | ||||
| 输出电压精度 | ≤0.2%最大输出电压,恒压状态 | ||||
| 负载响应时间 | ≤0.1s | ||||
| 系统特性 | |||||
| 最高效率 | 98.5% | 98.5% | 98.5% | ||
| 谐波(网侧) | |||||
| 功率因数(网侧) | W0.99 | ||||
| 冷却方式 | 水冷 | ||||
| 外形尺寸(宽) | 3200mm | 3200mm | 3200mm | 5600mm | |
| 外形尺寸(深) | 1400mm | 1400mm | 1400mm | 1400mm | |
| 外形尺寸(高) | 2340mm | 2340mm | 2340mm | 2340mm | |
| 防护等级 | |||||
| 噪声(SPL) | ≤75dB(A) | ||||
| 保护 | 短路保护、过压/欠压保护、频率保护、三相不平衡、输出过流保护、超温保护、冷却系统故障、通信故障保护 | ||||
| 通讯接口 | 485、以太网(Modbus RTU、Modbus TCP) | ||||
| 人机接口 | 工控机HMI | ||||
| 进出线方向 | 上进下出、下进上出[可定制] | ||||
注：冷却水要求为纯水，水压.-.Mpa,进水温度-℃，流量根据机型容量和电流等级确定；
注：最高工作海拔：米（标准机型）或≤米（高海拔机型）；
注：在平台基础，支持定制化直流参数，欢迎垂询。
| 项目 | H2000S | H2000M | H2000B | H4000S |
| 交流输入参数 | ||||
| 输入电压 | AC 660V | AC 600V | AC 660V | AC 660V |
| 输入频率 | 50Hz/60Hz | |||
| 直流输出参数 | ||||
| 最大输出功率 | 12MW | 12MW | 12MW | 24MW |
| 最大输出电压 | DC1000V@12000A | DC1000V@12000A | DC1000V@12000A | DC1000V@24000A |
| 最大输出电流 | DC 17600A@682V | DC 26400A@455V | DC 35200A@341V | DC35200A@682V |
| 输出电压纹波 | ||||
| 输出电流纹波 | ≤1 %-Vpp ≤ 1 %-Ipp | |||
| 输出电流精度 | ≤0.2%最大输出电流,恒流状态 | |||
| 输出电压精度 | ≤0.2%最大输出电压,恒压状态 | |||
| 负载响应时间 | ≤0.1s | |||
| 系统特性 | ||||
| AC/DC+DC/DC | ||||
| 最高效率 | 0.975 | 0.975 0.975 ≤3% | 0.975 | |
| 谐波(网侧) | ||||
| 功率因数(网侧) | ≥0.99 | |||
| 冷却方式 | ||||
| 外形尺寸 | 5200mmx1400mmx2400mm | 6000mmx1400mmx2400mm 6800mmx1400mmx2400mm | 9600mmx1400mmx240mm | |
| 防护等级 | IP42[或IP54以上户外机型] | |||
| 噪声(SPL) | ≤75dB(A) | |||
| 保护 | 短路保护、过压/欠压保护、频率保护、三相不平衡、输出过流保护、超温保护、冷却系统故障、通信故障保护 | |||
| 通讯接口 | 485、以太网(Modbus RTU、Modbus TCP) | |||
| 人机接口 | 工控机HMI | |||
| 进出线方向 | 上进下出、下进上出[可定制] | |||
交流耦合制氢电源
HPS-×H 一体机
&
卓越性能
宽负载范围内，能效指标、电能质量及直流特性表现优异。
安全可靠
深耕"机 - 电 - 热 - 磁"耦合技术，传承高铁品质。
智能友好
集成专家自诊断系统，具备一键启停、故障录波及可视化运维功能。
方便快捷
一体化系统集成，安装调试简便，即插即用，快速投运。
| 参数名称 | HPS-C系列 |
| 输入电压 | AC 35/33/20/10/6/3kV |
| 电网频率 | 50/60Hz |
| 额定输出功率 | 3MW/2*1.5MW/6MW/2*3MW |
| 输出电压范围 | |
| 输出电流范围 | DC 0-1000V |
| 输出电流纹波 | DC 0-20000A |
| 电流调节精度 | ≤1% (Ipp) |
| 电压调节精度 | ≤0.5% ≤0.5% |
| 动态响应时间 | |
| 最高转换效率 | ≥98% |
| 功率因数 | ≥99% |
| 谐波电流含量 | ≤3% |
| 功能 | |
| 预充电 | 支持 |
| 负载快速放电 | 支持 |
| 无功功率补偿 | 支持 |
| 外部辅助电源 | 可选配 |
| 通信接口 RS485(Modbus)、以太网(Modbus或TCPIP,RJ45或光纤通讯) | |
| 保护设计 | |
| 过流保护 | 支持 |
| 过压/欠压保护 | 支持 |
| 短路保护 | 支持 |
| 过温保护 | 支持 |
| 烟雾探测装置 | 配备 |
| 弧闪疏导装置 | 配备 |
| 其他保护设计 | 频率异常保护、三相不平衡保护、冷却系统故障保护、通信故障保护等 |
| 中压开关柜 变压器 | |
| 其他核心配置 防护等级 | 线路综合保护装置、电能计量(可选配)、中压断路器、带电显示装置、交流避雷器 |
| 温度控制器、变压器油槽(油浸式专用) | |
| 人机交互界面、低压断路器、直流输出隔离开关、直流避雷器 | |
| 整流器 集装箱 | |
| 空调系统、视频监控系统、紧急停止按钮、检修液压拖车 IP55 | |
| 噪声等级(SPL) ≤70dB (A) | |
| 防腐等级 | |
| 外形尺寸(长×宽×高) | |
| 工作环境温度范围 | |
| -40C~60C(环境温度>45C时降额运行) 最高工作海拔 ≤2000米(标准机型)或≤4500米(高海拔机型) | |
交流耦合制氢电源
2 x { \mathsf { H 1 0 0 0 } } 制氢电源系统典型布置参考（包含台变压器、两台整流器、台水冷柜、顶部交流母排、底部直流母排）
低压直流耦合型制氢电源
[定义]
在水电解制氢系统中，连接光伏等低压直流电网，将其直流电能转换为制氢电解槽所需要的直流电能的电源装置。
[产品特点]
⑨ 使用场景：新能源和制氢工厂距离较近的分布式微网场景；光伏+储能离网制氢、光伏+电网混合制氢；
⊚ DC/DC方案，高频隔离或非隔离，满足电解槽宽范围输出；
⑨ 电源多重化结构，便于并联扩展，适配不同容量电解槽；
⑨ 离网工况，制氢电源可随动新能源电网；
⑨ 并网工况，可采用AC/DC双向变流器实现光伏MPPT 控制，余电可上网；
⊚ 交-直流耦合配合，满足电解槽满负载率和全天候运行需求。
| 项目 | 隔离型 H1000DI | 非隔离型 | ||
| H1000D | H1000D-H | |||
| 直流输入参数 | ||||
| 输入电压 | DC 0-1500V | DC 0-1000V | DC 0-1500V | |
| 直流输出参数 | ||||
| 最大输出功率 | 5.3MW | 8MW | 6MW | |
| 直流输出电压 | DC 0-1000V | DC 0-1000V | DC 0-1500V | |
| 直流输出电流 | 0~8000A | 0~8800A | 0~8000A | |
| 输出电压纹波 | ≤1 %-Vpp | |||
| 输出电流纹波 | ≤ 1 %-Vpp | |||
| 输出电流精度 | ≤0.2%最大输出电流,恒流状态 | |||
| 输出电压精度 | ≤0.2%最大输出电压，恒压状态 | |||
| 负载响应时间 | ≤0.1s | |||
| 系统特性 | ||||
| 拓扑 | 多重化DC/DC并联 | |||
| 最高效率 | 0.98 | 0.99 水冷、风冷 | ||
| 冷却方式 | 水冷 | 水冷 | ||
| 外形尺寸 | 6800mmx1400mmx2280mm | 1100mmx140mmx2400mm | ||
| 防护等级 | IP42 | IP55 | ||
| 噪声 | ≤75dB(A) | ≤80dB(A) | ||
| 核心功能 | 网侧隔离(隔离型)、降压斩波、双向斩波(非隔离型)负载快速放电等 | |||
| 保护 | 短路保护、过压/欠压保护、输出过流保护、超温保护、冷却系统故障、通信故障保护等 | |||
| 通讯接口 | 485、以太网(ModbusRTU、ModbusTCP) | |||
| 人机接口 | 工控机HMI | |||
| 进出线方向 | 上进下出、下进上出 | |||
中压直流耦合型制氢电源
[定义]
在水电解制氢系统中，光伏或风电通过DC/DC升压至-kV中压直流电网，将该直流电能转换为制氢电解槽所需要的直流电能的电源装置。
[产品特点]
⑨ 适用场景：新能源离网制氢场景，可实现远距离传输；
⊚ 提供新能源电网升压电源及负载侧降压制氢电源完整方案；
⑨ 高频能量传输，保证网侧和负载侧安全隔离；
⑨ 实现制氢宽负载范围功率、电压、电流精准快速调节与控制；
⊚ 高防护等级，直接户外布置，现场安装简单。
| 项目 | 隔离型H1000DI-M |
| 直流输入参数 | |
| 输入电压 | DC ±10kV(或20kV)±10% |
| 直流输出参数 | |
| 最大输出功率 | 6MW |
| 直流输出电压 | 0~DC 1500V |
| 直流输出电流 | 0~8000A |
| 输出电压纹波 | ≤ 1%-Vpp |
| 输出电流纹波 | ≤1%-Vpp |
| 输出电流精度 | ≤0.2%最大输出电流,恒流状态 |
| 输出电压精度 | ≤0.2%最大输出电压,恒压状态 |
| 负载响应时间 | ≤0.1s |
| 系统特性 | |
| 拓扑 | ISOP DC/DC |
| 最高效率 | 0.985 |
| 冷却方式 | 水冷 |
| 外形尺寸 | 10000mm*3200mm*3300mm |
| 防护等级 | IP54 |
| 噪声 | ≤75dB(A) |
| 核心功能 | 网侧隔离、网压负载适应性广、负载快速放电等 |
| 保护 | 短路保护、过压/欠压保护、输出过流保护、超温保护、冷却系统故障、通信故障保护 |
| 通讯接口 | CAN、485、以太网(Modbus RTU、Modbus TCP) |
| 人机接口 | 工控机HMI(可选配) |
| 进出线方向 | 下进上出(可定制) |
柔性绿电制氢能量管理系统
柔性绿电制氢能量管理系统EMS，融合中车风光发电、构网储能、制氢电源等技术积淀，适配交直流耦合、并/离网等多种新能源制氢场景，为客户提供综合效益最优的系统级供电解决方案。
[核心功能]
⊚ 根据风、光功率预测，储能，制氢系统状态等，制定最优制氢功率曲线，支持规模化制氢集群控制，保证系统安全、高效、稳定运行。
⊚ 数据服务器支持海量数据采集、存储、统计、计算及分析；
⊚ 支持物理及云端EMS部署，分层架构，就地监控与远程管理相互配合；
⑨ 自主开发绿电制氢仿真系统，集成多种能量管理与电解槽集群控制策略，对风光储氢容量配置、控制算法进行仿真验证和迭代优化。
[产品特点]
⑨ 柔性： 结合风光预测，能量动态调节、电解槽集群控制、功率调节范围宽⊚ 安全： 依据电网稳定性模型，制氢系统安全模型，确定系统安全运行边界⊚ 高效： 统筹可再生能源有效利用率和制氢系统能效，让运营更经济⊚ 智慧： 无人值守设计，实现智能监测 ^ + 诊断 ^ + 运维，一键启停与联锁控制
典型应用案例
中车时代电气专研电力电子装备技术，作为专业的制氢电源设计和生产商, 为国内外数十家公司提供了水电解制氢电源系统解决方案及设备，目前，中车全控型制氢电源已和十余个规格ALk及PEM电解槽匹配应用。
.株洲，套HSF风冷制氢电源投运
.银川，套HS，套HDI交/直流耦合制氢电源
.松原，套HM+套HB水冷制氢电源投运
某项目电源运行界面，功率因数 0 . 9 9 + , ，效率 ^ { 0 . 9 8 + , } ，温升余量充足
中车使命
连接世界，造福人类
中车之道
核心价值观：正心正道 善为善成工作作风：由我来办 马上就办 办就办好组织氛围：阳光和谐 简单坦诚 开放包容
企业精神
唯实、尊重、创新、成事企业愿景
成为交通和能源领域的世界一流企业
