可再生能源与氢能的多能互补系统可以提高电力系统的稳定性、可靠性和高效性，对质子交换膜(Proton Exchange Membrane, PEM)电解槽系统进行精准可靠的建模，可以为可再生能源与制氢系统的结合提供理论支持。该文从电化学、热力学、流体动力学和电学的角度出发，构建PEM电解槽动态机理模型，表述了PEM电解槽的非线性、动态特性和内部多物理过程的耦合。在此基础上，提出了将纹波电流拆分为直流分量与交流分量的方法，旨在更加真实地反映电流纹波对制氢效率的影响，建立了PEM电解槽与电力电子电路结合的半实物仿真平台，对不同幅值与频率的纹波电流输入进行了测试，半实物仿真结果与实验数据吻合，验证了模型的准确性，为研究高效制氢电源变换器拓扑结构及其控制策略提供了理论依据与验证平台。