基于燃料电池测试的微网系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于燃料电池测试的微网系统，包括直流微电网单元、交流微电网单元、双向AC/DC逆变器、配电单元以及能量管理单元，所述能量管理单元分别与直流微电网单元、交流微电网单元、双向AC/DC逆变器和配电单元通讯连接，所述直流微电网单元与交流微电网单元通过双向AC/DC逆变器电连接，所述配电单元与交流微电网单元电连接；所述直流微电网单元包括燃料电池测试单元和储能单元，所述燃料电池测试单元和储能单元的直流接口分别连接在直流母线L1上；还公开了一种基于燃料电池测试的微网系统的控制方法。本发明专利技术避免了常规电阻型负载将燃料电池系统产生的电能通过热能消耗掉的能量浪费，同时还节省了为给电阻型负载降温设备的额外电能消耗。

【技术实现步骤摘要】
基于燃料电池测试的微网系统及控制方法
本专利技术属于燃料电池测试和微电网
，具体涉及一种基于燃料电池测试的微网系统及控制方法。
技术介绍
燃料电池电堆、燃料电池系统以及燃料电池发动机的大规模研究、验证及测试是燃料电池应用前必不可少的步骤。由于燃料电池自身是一个持续消耗氢的发电装置，在传统的性能测试过程中第一种方案是使用电阻型负载将燃料电池系统产生的电能通过热能消耗掉，造成了资源的浪费和成本的增加。另外，通常所使用的电子负载在释放热能的过程中还需要诸如冷水塔、大型风机甚至空调等对其进行散热以保障电子负载的正常工作，因而还需要额外的电能。而对于新能源汽车用燃料电池动力系统，其功率超过30kW甚至高达100kW，则采用电子负载的测试方式将会产生极大的电能浪费，测试成本攀升。第二种方案是采用馈网型电子负载将燃料电池测试过程中输出的电能回馈给电网。虽然该种方案可以有效避免燃料电池在测试放电过程中的热消耗，但是由于测试流程的复杂多样性(如频繁启停加载、加速以及测试极化曲线等)加之多堆并行测试等，在此情况下向电网馈电时，将会造成对电网的高频谐波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，包括直流微电网单元、交流微电网单元、双向AC/DC逆变器、配电单元以及能量管理单元，所述能量管理单元分别与直流微电网单元、交流微电网单元、双向AC/DC逆变器和配电单元通讯连接，所述直流微电网单元与交流微电网单元通过双向AC/DC逆变器电连接，所述配电单元与交流微电网单元电连接；所述直流微电网单元包括燃料电池测试单元和储能单元，所述燃料电池测试单元和储能单元的直流接口分别连接在直流母线L1上。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，包括直流微电网单元、交流微电网单元、双向AC/DC逆变器、配电单元以及能量管理单元，所述能量管理单元分别与直流微电网单元、交流微电网单元、双向AC/DC逆变器和配电单元通讯连接，所述直流微电网单元与交流微电网单元通过双向AC/DC逆变器电连接，所述配电单元与交流微电网单元电连接；所述直流微电网单元包括燃料电池测试单元和储能单元，所述燃料电池测试单元和储能单元的直流接口分别连接在直流母线L1上。


2.根据权利要求1所述的基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，所述交流微电网单元包括第三断路器、配电柜、辅助系统单元和杂类负荷单元，所述配电柜的电能输出端分别与辅助系统单元和杂类负荷单元的用电设备电连接，所述配电柜的交流接口经由第三断路器连接在交流母线L2上。


3.根据权利要求1或2所述的基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，所述燃料电池测试单元包括燃料电池测试台、单向DC/DC变换器和第一断路器，所述燃料电池测试台中的待测燃料电池的直流输出端与其相对应的所述单向DC/DC变换器的输入端电连接，所述单向DC/DC变换器的输出端通过第一断路器与直流母线L1电连接。


4.根据权利要求3所述的基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，所述储能单元包括储能电池组、电池管理单元、双向DC/DC变换器和第二断路器，所述储能电池组与所述双向DC/DC变换器的一端电连接，所述双向DC/DC变换器的另一端通过所述第二断路器与直流母线L1电连接，所述电池管理单元通过低压信号线与所述储能电池组连接。


5.根据权利要求4所述的基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，所述辅助系统单元包括空气单元和热管理单元，所述空气单元的高压空气输出端通过管道与所述直流微电网单元中的燃料电池测试单元的燃料电池测试台的空气入口连接，所述热管理单元的水路通过管道分别与所述直流微电网单元中的燃料电池测试单元的燃料电池测试台和单向DC/DC变换器的水路连接。


6.根据权利要求5所述的基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，所述杂类负荷单元包括敏感负荷和一般负荷；所述敏感负荷包括但不限于燃料电池测试实验室内全时不可断电的用电设备以及整个园区建筑如数据处理中心、机房等全时不可断电的用电设备，所述一般负荷包括但不限于整个园区建筑如办公楼、食堂、宿舍内照明等用电设备。


7.根据权利要求6所述的基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，所述双向AC/DC逆变器的直流端与直流母线L1电连接，所述双向AC/DC逆变器的交流端与交流母线L2电连接，用于实现直流母线L1与交流母线L2之间电能的双向传递。


8.根据权利要求7所述的基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，所述配电单元包括外部配电网和含有控制器的公共连接点；所述外部配电网经过变压器后通过公共连接点接入所述交流微电网单元的交流母线L2实现与交流母线L2间交流电能的双向传递。


9.根据权利要求8所述的基于燃料电池测试的微网系统，其特征在于，所述能量管理单元分别通过通讯线与所述直流微电网单元的燃料电池测试单元中的燃料电池测试台和单向DC/DC变换器、储能单元中的电池管理单元和双向DC/DC变换器、所述双向AC/DC逆变器以及所述交流微电网单元中配电柜的PLC控制器和辅助系统单元中空气单元及热管理单元的用电设备的控制器连接，分别通过低压信号线与所述直流微电网单元的燃料电池测试单元中的第一断路器、储能单元中的第二断路器和直流母线L1的电压电流霍尔传感器、所述双向AC/DC逆变器中的断路器、所述直流微电网单元的第三断路器、交流母线L2的电压电流霍尔传感器以及所述配电单元中公共连接点的控制器连接。


10.一种基于燃料电池测试的微网系统的控制方法，其特征在于，该方法通过如下步骤实现：
步骤(1)，所述能量管理单元启动自检，并确认所述配电单元中公共连接点处于断开状态，使整个微网系统进入初始离网控制模式；
步骤(2)，所述能量管理单元获取直流微电网单元的燃料电池测试单元中待测燃料电池的个数及测试参数并且确定燃料电池在整个测试过程中所产生的总电量Q1，根据交流微电网单元中辅助系统单元的用电设备及杂类负荷单元中敏感负荷和一般负荷的功率获取交流微电网单元各用电设备在燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：季孟波，马学明，
申请(专利权)人：天津银隆新能源有限公司，银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12