一种燃料电池发电系统的控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种燃料电池发电系统的控制方法及控制系统，该方法包括：监测燃料电池发电系统的运行状态；当运行状态为启动运行时，开启冷却循环水泵；启动燃料电池电堆，监测燃料电池电堆中各单电池电压；在各单电池电压中的最大单电池电压达到第一电压阈值时，启动电加热装置；当燃料电池电堆电压达到预设电压设定值时，关闭电加热装置。本发明专利技术通过对燃料电池发电系统运行状态的监测，当运行状态为启动运行时，启动燃料电池电堆，并在最大单电池电压达到第一电压阈值时，启动电加热装置，从而加快启动速度；在燃料电池启动成功后，当燃料电池电堆电压达到预设电压设定值时，关闭电加热装置；在整体上提升燃料电池发电系统的适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池发电系统的控制方法及控制系统
本专利技术涉及电化学与控制
，具体涉及一种燃料电池发电系统的控制方法及控制系统。
技术介绍
燃料电池的启动速度较快，输出电能较稳定，环境适应能力强，电化反应唯一产生的副产品即纯净水，节能环保，但是燃料电池频繁的启动、停止会引起的启停高电位现象，此时阴极会发生Pt催化剂颗粒的流失与碳载体的腐蚀，造成阴极催化层变薄，使得燃料电池性能衰减。因此，如何快速的降低开机时的高电位对于有效的延长系统寿命具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种燃料电池发电系统的控制方法及控制系统，解决如何快速的降低开机时的高电位的问题。本专利技术实施例提供了一种燃料电池发电系统的控制方法，所述燃料电池发电系统包括：燃料电池电堆、为所述燃料电池电堆提供循环冷却水的冷却水箱、控制所述冷却水流入所述燃料电池电堆的冷却循环水泵以及加热所述冷却水箱中冷却水的电加热装置，所述方法包括：监测燃料电池发电系统的运行状态；当所述运行状态为启动运行时，开启所述冷却循环水泵；启动所述燃料电池电堆，监测所述燃料电池电堆中各单电池电压；在各所述单电池电压中的最大单电池电压达到第一电压阈值时，启动所述电加热装置；判断所述燃料电池电堆电压是否达到预设电压设定值；当所述燃料电池电堆电压达到所述预设电压设定值时，关闭所述电加热装置。可选地，本专利技术实施例提供的一种燃料电池发电系统的控制方法，在开启所述冷却循环水泵之前，所述方法还包括：监测所述燃料电池发电系统的环境温度，并判断所述环境温度是否大于第一温度阈值；当所述环境温度大于第一温度阈值时，开启所述冷却循环水泵；当所述环境温度不大于第一温度阈值时，启动所述电加热装置，开启所述冷却循环水泵，启动所述燃料电池电堆，并返回判断所述燃料电池电堆电压是否达到预设电压设定值的步骤。可选地，在启动所述电加热装置之后，所述燃料电池发电系统的控制方法还包括：监测所述冷却水箱的水箱温度；当所述水箱温度大于第二温度阈值时，将所述冷却循环水泵进行加速调整，并获取所述冷却循环水泵加速调整的时间，直到所述水箱温度不大于第二温度阈值并返回判断所述燃料电池电堆电压是否达到预设电压设定值的步骤，或者，直到所述时间达到预设时间阈值，关闭所述电加热装置。可选地，本专利技术实施例提供的一种燃料电池储能系统的控制方法还包括：当所述运行状态为停机运行时，断开燃料电池发电系统的负载并启动所述电加热装置；关闭燃料电池电堆的空气供应，监测所述燃料电池电堆中各单电池电压，判断各所述单电池电压中的最小单电池电压是否小于第二电压阈值；当所述最小单电池电压小于第二电压阈值时，关闭所述电加热装置及氢气供应。可选地，本专利技术实施例提供的一种燃料电池储能系统的控制方法中所述燃料电池发电系统还包括：实现热量回收的热回收水泵，所述燃料电池发电系统的控制方法还包括：当所述运行状态为低载运行时，获取当前运行目标功率，根据所述当前运行目标功率计算燃料电池发电系统的运行电压；根据所述运行电压及所述燃料电池电堆的电池数量，计算单电池电压，判断所述单电池电压是否大于第二电压阈值，当所述单电池电压大于第二电压阈值，启动所述电加热装置；监测冷却水箱的水箱温度，当所述水箱温度不大于第二温度阈值时，将所述热回收水泵进行减速调整，并重新获取当前运行目标功率，直到所述运行状态退出低载运行。可选地，本专利技术实施例提供的一种燃料电池储能系统的控制方法还包括：当所述水箱温度大于第二温度阈值时，将所述热回收水泵进行加速调整，并获取所述热回收水泵加速调整的时间，直到所述水箱温度不大于第二温度阈值并返回将所述热回收水泵进行减速调整的步骤，或者，直到所述时间达到预设时间阈值关闭所述电加热装置。根据第二方面，本专利技术实施例提供了一种燃料电池发电系统的控制系统，所述燃料电池发电系统包括：燃料电池电堆、为所述燃料电池电堆提供循环冷却水的冷却水箱、控制所述冷却水流入所述燃料电池电堆的冷却循环水泵以及加热所述冷却水箱中冷却水的电加热装置，所述控制系统包括：第一处理模块，用于监测燃料电池发电系统的运行状态；第二处理模块，用于当所述运行状态为启动运行时，开启所述冷却循环水泵；第三处理模块，用于启动所述燃料电池电堆，监测所述燃料电池电堆中各单电池电压；第四处理模块，用于在各所述单电池电压中的最大单电池电压达到第一电压阈值时，启动所述电加热装置；第五处理模块，用于判断所述燃料电池电堆电压是否达到预设电压设定值；第六处理模块，用于当所述燃料电池电堆电压达到所述预设电压设定值时，关闭所述电加热装置。本专利技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现本专利技术第一方面及任意一种可选方式所述的燃料电池发电系统的控制方法。本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本专利技术第一方面及任意一种可选方式所述的燃料电池发电系统的控制方法。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供了一种燃料电池发电系统的控制方法及控制系统，通过对燃料电池发电系统运行状态的监测，实现不同运行状态下的不同控制，当运行状态为启动运行时，开启冷却循环水泵，启动燃料电池电堆，并在最大单电池电压达到第一电压阈值时，启动电加热装置，将电加热装置作为辅助负载，从而避免高电位情况的发生，同时电加热装置对水箱中的冷却水进行加热，从而加快启动速度；在燃料电池启动成功后，当燃料电池电堆电压达到预设电压设定值时，关闭电加热装置，保证正常启动的同时避免水箱温度过高影响燃料电池的反应；在应对固定式发电场景中负荷随机波动的情况下，整体上提升燃料电池发电系统的适应性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中的燃料电池发电系统的示意图；图2为本专利技术实施例中的燃料电池发电系统的控制方法的流程图；图3为本专利技术实施例中的燃料电池发电系统的控制方法的停机运行具体流程图；图4为本专利技术实施例中的燃料电池发电系统的控制方法的低载运行的具体流程图；图5为本专利技术实施例中的为燃料电池发电系统的控制系统的模块组成图；图6为本专利技术实施例中的电子设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池发电系统的控制方法，所述燃料电池发电系统包括：燃料电池电堆、为所述燃料电池电堆提供循环冷却水的冷却水箱、控制所述冷却水流入所述燃料电池电堆的冷却循环水泵以及加热所述冷却水箱中冷却水的电加热装置，其特征在于，所述方法包括：/n监测燃料电池发电系统的运行状态；/n当所述运行状态为启动运行时，开启所述冷却循环水泵；/n启动所述燃料电池电堆，监测所述燃料电池电堆中各单电池电压；/n在各所述单电池电压中的最大单电池电压达到第一电压阈值时，启动所述电加热装置；/n判断所述燃料电池电堆电压是否达到预设电压设定值；/n当所述燃料电池电堆电压达到所述预设电压设定值时，关闭所述电加热装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池发电系统的控制方法，所述燃料电池发电系统包括：燃料电池电堆、为所述燃料电池电堆提供循环冷却水的冷却水箱、控制所述冷却水流入所述燃料电池电堆的冷却循环水泵以及加热所述冷却水箱中冷却水的电加热装置，其特征在于，所述方法包括：
监测燃料电池发电系统的运行状态；
当所述运行状态为启动运行时，开启所述冷却循环水泵；
启动所述燃料电池电堆，监测所述燃料电池电堆中各单电池电压；
在各所述单电池电压中的最大单电池电压达到第一电压阈值时，启动所述电加热装置；
判断所述燃料电池电堆电压是否达到预设电压设定值；
当所述燃料电池电堆电压达到所述预设电压设定值时，关闭所述电加热装置。


2.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统的控制方法，其特征在于，在开启所述冷却循环水泵之前，所述方法还包括：
监测所述燃料电池发电系统的环境温度，并判断所述环境温度是否大于第一温度阈值；
当所述环境温度大于第一温度阈值时，开启所述冷却循环水泵；
当所述环境温度不大于第一温度阈值时，启动所述电加热装置，开启所述冷却循环水泵，启动所述燃料电池电堆，并返回判断所述燃料电池电堆电压是否达到预设电压设定值的步骤。


3.根据权利要求1或2所述的燃料电池发电系统的控制方法，其特征在于，在启动所述电加热装置之后，所述方法还包括：
监测所述冷却水箱的水箱温度；
当所述水箱温度大于第二温度阈值时，将所述冷却循环水泵进行加速调整，并获取所述冷却循环水泵加速调整的时间，直到所述水箱温度不大于第二温度阈值并返回判断所述燃料电池电堆电压是否达到预设电压设定值的步骤，或者，直到所述时间达到预设时间阈值，关闭所述电加热装置。


4.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述运行状态为停机运行时，断开燃料电池发电系统的负载并启动所述电加热装置；
关闭燃料电池电堆的空气供应，监测所述燃料电池电堆中各单电池电压，判断各所述单电池电压中的最小单电池电压是否小于第二电压阈值；
当所述最小单电池电压小于第二电压阈值时，关闭所述电加热装置及氢气供应。


5.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统的控制方法，其特征在于，所述燃料电池发电系统还包括：实现热量回收的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁丹曦，宋洁，徐桂芝，赵雪莹，邓占锋，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11