本发明专利技术公开了一种基于光伏发电的燃料电池系统控制方法及系统，该方法通过控制燃料电池系统中的DC/AC转换器将太阳能电池板所提供的交流光伏电力转换为直流光伏电力；获取燃料电池系统中锂电池当前的电量信息，并根据所述电量信息确定所述锂电池是否需要充电；在所述电量信息表征所述锂电池不需要充电的情况下，将所述太阳能电池板提供的电力导通至所述燃料电池系统中电解槽；控制所述电解槽基于所述太阳能电池板提供的电力进行电解水，以得到水电解后的氢气；将所述氢气储存至所述燃料电池系统中储氢金属罐中，进而实现一种可以无污染、资源循环利用率高、能源自给的燃料电池系统。统。统。
【技术实现步骤摘要】
一种基于光伏发电的燃料电池系统控制方法及系统
[0001]
[0002]本专利技术涉及储能、新能源领域，尤其涉及一种基于光伏发电的燃料电池系统控制方法及电池系统。
[0003]
技术介绍
[0004]在积极应对气候变化背景下，为确保21世纪末实现2 ℃甚至1.5 ℃温升控制目标，全球能源供需体系正在向低碳化、无碳化加快转型。自21世纪初以来，太阳能和风能一直是增长最快的发电能源，在2013— 2020年期间，全球可再生能源发电量增长45%，预计到2040年将达到总发电量的40%。
[0005]氢气作为一种价值丰富的商品气体和化学原料，可以成为可再生能源转换的能量储存载体。当下氢气主要来自化石能源，全球只有不到4%的氢气是基于电解过程产生的。为了减少二氧化碳的排放，来自可再生能源的“绿氢”产量需显著增加。
[0006]太阳能光伏发电技术日趋成熟，达到了商业使用所要求的能级，但也存在着电能难以储存，对电网冲击较大的缺点，使得单一的光伏发电遭遇发展瓶颈。太阳能光热发电凭借其可储热、可调峰、可连续发电的优点，逐渐成为可再生能源领域研发和投资的热点。但是，无论是光伏发电还是光热发电，都面临着储能困难的问题。
[0007]传统的发电技术相比，使用可再生能源发电的主要问题是其有很强的波动性和随机性，与之伴随的转动惯量、电压支撑、电力电子化等问题日益凸显，给电网安全稳定运行带来了重大挑战，也对电力系统运行灵活性提出了更高要求。
[0008]综上所述，现有的可再生能源发电控制方法主要存在：有污染、资源循环利用率低、能源不能自给的问题。
[0009]
技术实现思路
[0010]针对现有技术中发电产生污染、资源循环利用率低、能源不能自给等技术问题，本专利技术提供了一种基于光伏发电的燃料电池系统控制方法及系统。。
[0011]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：本专利技术实施例第一方面，提供一种基于光伏发电的燃料电池系统控制方法，包括下述步骤：控制燃料电池系统中DC/AC转换器将太阳能电池板所提供的交流光伏电力转换为直流光伏电力；获取燃料电池系统中锂电池当前的电量信息，并根据所述电量信息确定所述锂电池是否需要充电；在所述电量信息表征所述锂电池不需要充电的情况下，将所述太阳能电池板提供
的电力导通至所述燃料电池系统中电解槽；控制所述电解槽基于所述太阳能电池板提供的电力进行电解水，以得到水电解后的氢气；将所述氢气储存至所述燃料电池系统中储氢金属罐中：优选的，所述步骤：控制燃料电池系统中DC/AC转换器将太阳能电池板所提供的交流光伏电力转换为直流光伏电力，之前包括：获取当前的用电需求电力，并确定所述太阳能电池板所提供电力大于所述用电需求电力；所述方法还包括：在确定所述太阳能电池板所提供电力小于所述用电需求电力的情况下，确定所述用电需求电力与所述太阳能电池板所提供电力的补偿电力；根据所述补偿电力确定当前的电堆反应温度；以所述电堆反应温度为目标温度调整电堆的温度，并控制所述氢气进入所述燃料电池的电堆，以通过氢气发电补偿所述补偿电力；控制所述DC/AC转换器将所述燃料电池提供的直流补偿电力转换为交流补偿电力。
[0012]优选的，所述步骤：以所述电堆反应温度为目标温度调整电堆的温度，并控制所述氢气进入所述燃料电池的电堆，以通过氢气发电补偿所述补偿电力，包括：响应于接收到的输入指令，获取设置于所述燃料电池内的采样器当前采集到的闭环采样数据；在所述输入指令上叠加特定幅度的激励信号，以通过所述激励信号对所述闭环采样数据进行扰动；获取扰动后产生的阶跃响应数据；根据所述阶跃响应数据构建闭环模型；对所述闭环模型参数进行整定，使所述闭环模型的识别结果与所述控制系统的性能匹配；通过所述闭环模型对所述燃料电池内电堆的温度以及氢气进入所述燃料电池电堆的量进行控制。
[0013]优选的，所述闭环采样数据包括：氢气的进气压力、电堆温度、湿度、电流密度、氢气阀门开度。
[0014]优选的，基于光伏发电的燃料电池系统控制方法还包括：在电解水过程中，将所述电解槽内的循环回水排放至水净化器，并在确定所述电解槽内的电解水液位达到补水液位的情况下，控制所述水净化器将过滤后的过滤水放入所述电解槽内。
[0015]优选的，所述方法：在电解水过程中，将所述电解槽内的循环回水排放至水净化器，并在确定所述电解槽内的电解水液位达到补水液位的情况下，控制所述水净化器将过滤后的过滤水放入所述电解槽内，包括：获取所述燃料电池系统中水净化器的液位信息；根据所述液位信息确定所述水净化器是否需要补充水；在所述水净化器需要补充水的情况下，打开所述水净化器的进水阀门，并在根据
所述液位信息确定所述水净化器内液位达到补水液位阈值的情况下，关闭所述进水阀门。
[0016]优选的，所述基于光伏发电的燃料电池系统控制方法还包括：在所述电量信息表征所述锂电池需要充电的情况下，通过所述太阳能电池板提供的电力对所述锂电池进行充电本专利技术实施例第二方面，提供一种基于光伏发电的燃料电池系统，所述系统包括：太阳能电池板、与所述太阳能电池板连接的光伏逆变器、与所述光伏逆变器连接的DC/AC转换器、均与所述DC/AC转换器连接的锂电池和电解槽、通过管道与所述电解槽连接的储氢金属罐、以及通过管道与所述储氢金属罐连接的燃料电池；所述DC/AC转换器用于将所述太阳能电池板提供的交流光伏电力转换为直流光伏电力，并将所述直流光伏电力提供给所述锂电池或者所述电解槽；所述电解槽用于在所述锂电池的电量信息表征所述锂电池不需要充电的情况下，通过所述太阳能电池板提供的电力对水进行电解，得到氢气，并将电解得到的氢气储存至所述储氢金属罐中。
[0017]优选地，所述系统中，储氢金属罐用于在确定所述太阳能电池板所提供电力小于用电需求电力的情况下，将储存的氢气传送至所述燃料电池的电堆；所述燃料电池用于通过氢气发电，以补偿所述用电需求电力与太阳能电池板所提供电力的补偿电力；所述DC/AC转换器用于，将所述燃料电池提供的直流补偿电力转换为交流补偿电力。
[0018]优选地，所述系统包括：与所述电解槽连接的水净化器；所述水净化器用于，将所述电解槽内的循环回水进行过滤，并将过滤后的过滤水再次提供给所述电解槽。
[0019]有益效果本专利技术提供了基于光伏发电的燃料电池系统控制方法及系统。与现有技术相比具备以下有益效果：1、利用光伏产生的电能进行制氢，并通过储氢金属进行储氢，当需要用电时，释放氢气给系统的燃料电池，进行发电，从而形成一个闭环绿色的能源系统，该系统可以大大减少碳排放，能实现能源自给。
[0020]2、通过对燃料电池系统的控制，使其具有更稳定的输出参数以及更高的运行效率。
[0021]3、拥有更快的启动时间，比其他同类型的产品平均提高20%的启动时间。
[0022]4、通过氢燃料和电力控制系统，可以大大提高燃料系统转化效率。
[0023]5、通过对电堆材质改进，大大提高了产品的寿命。
[0024]附图说明
[0025]图1为根本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于光伏发电的燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：控制燃料电池系统中DC/AC转换器将太阳能电池板所提供的交流光伏电力转换为直流光伏电力；获取燃料电池系统中锂电池当前的电量信息，并根据所述电量信息确定所述锂电池是否需要充电；在所述电量信息表征所述锂电池不需要充电的情况下，将所述太阳能电池板提供的电力导通至所述燃料电池系统中电解槽；控制所述电解槽基于所述太阳能电池板提供的电力进行电解水，以得到水电解后的氢气；将所述氢气储存至所述燃料电池系统中储氢金属罐中。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述控制燃料电池系统中DC/AC转换器将太阳能电池板所提供的交流光伏电力转换为直流光伏电力的步骤之前，包括：获取当前的用电需求电力，并确定所述太阳能电池板所提供电力大于所述用电需求电力；所述方法还包括：在确定所述太阳能电池板所提供电力小于所述用电需求电力的情况下，确定所述用电需求电力与所述太阳能电池板所提供电力的补偿电力；根据所述补偿电力确定当前的电堆反应温度；以所述电堆反应温度为目标温度调整电堆的温度，并控制所述氢气进入所述燃料电池的电堆，以通过氢气发电补偿所述补偿电力；控制所述DC/AC转换器将所述燃料电池提供的直流补偿电力转换为交流补偿电力。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述以所述电堆反应温度为目标温度调整电堆的温度，并控制所述氢气进入所述燃料电池的电堆的步骤，包括：响应于接收到的输入指令，获取设置于所述燃料电池内的采样器当前采集到的闭环采样数据；在所述输入指令上叠加特定幅度的激励信号，以通过所述激励信号对所述闭环采样数据进行扰动；获取扰动后产生的阶跃响应数据；根据所述阶跃响应数据构建闭环模型；对所述闭环模型参数进行整定，使所述闭环模型的识别结果与所述控制系统的性能匹配；通过所述闭环模型对所述燃料电池内电堆的温度以及氢气进入所述燃料电池电堆的量进行控制。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述闭环采样数据包括：氢气的进气压力、电堆温度、湿度、电流密度、氢气阀门开度。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡雷，
申请(专利权)人：苏州汉霄等离子体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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