一种燃料电池备用电源系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池备用电源系统及控制方法，包括：交流母线

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池备用电源系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及氢燃料电池备用电源
，特别涉及一种燃料电池备用电源系统及控制方法
。

技术介绍

[0002]与传统发电系统相比，燃料电池有很多优点，例如反应过程不受卡诺循环限制，效率高；生成物仅有水，无有害气体产生，对环境破坏基本为零；模块结构简单，应用场景多样
。
同时氢气来源广泛，用途多样，加注方便，价格随着氢储能基础设施的不断完善也将不断下降
。
[0003]目前，燃料电池作为备用电源时，本身存在包括动态响应慢，输出电压波动大等不足，这就导致备用电无法应对医院
、
基站
、
机房等关键设施断电时的快速响应过程；燃料电池长时间大负荷连续工作也会降低燃料电池发电效率，甚至造成动力系统的瘫痪
。
因此，采用一种备用电源系统是十分必要的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种燃料电池备用电源系统及控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件
。
[0005]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0006]首先本专利技术提供一种燃料电池备用电源系统，包括：交流母线，连接有市电电源
、
交流负载；直流母线，连接有燃料电池电源
、
蓄电池辅助电源，所述燃料电池电源通过第一继电器与直流母线连接，所述蓄电池辅助电源通过第二继电器与直流母线连接；储能变流器，连接于直流母线与交流母线
。
[0007]本专利技术的有益效果是：在备用电源系统中加入蓄电池辅助电源可在燃料电池电源输出不稳定甚至发生故障时供给交流负载用电；在市电电源与燃料电池电源之间设置储能变流器实现电能双向转换，同时稳定各母线电压，向负载输出优质电能，本技
术
解决燃料电池输出不稳定造成所服务的关键设施瘫痪以及连续大负荷工作下发热导致自身寿命衰减的问题
。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述燃料电池电源包括燃料电池本体和
DC/DC
变换器，所述
DC/DC
变换器位于燃料电池本体与储能变流器之间
。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述蓄电池辅助电源包括一起连接于第二继电器的蓄电池本体
、
超级电容
。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述蓄电池辅助电源还包括同时与所述蓄电池本体
、
超级电容连接的充电管理单元
。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述燃料电池电源包括与燃料电池本体连接的控制单元，所述控制单元与充电管理单元连接，所述控制单元用于调控燃料电池电源
、
蓄电池辅助电源的供电关系
。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述蓄电池本体为锂电池
。
[0013]本专利技术还提供一种适用于上述的燃料电池备用电源系统的控制方法，具体方法：
[0014]监测储能变流器离网或并网的状态，设定条件下由市电电源给交流负载供电；
[0015]检测储能变流器的交流侧电压状态，设定条件下通过储能变流器给交流负载供电；
[0016]读取蓄电池辅助电源的电荷和直流母线的电压，满足设定一定条件时启动燃料电池电源；
[0017]基于蓄电池辅助电源的电荷和直流母线的电压调控燃料电池电源
、
蓄电池辅助电源的供电关系
。
[0018]当储能变流器正常工作时，实时监测储能变流器是否处于离网状态，若处于离网状态，则进入备用电源工作流程，否则由市电电源供电，并根据蓄电池辅助电源的电荷判断是否充电；
[0019]当储能变流器的交流侧电压稳定时，无需启动燃料电池电源，由蓄电池辅助电源通过储能变流器直接对交流负载供电
。
[0020]当蓄电池辅助电源的电荷高于
15
％时，启动燃料电池电源，否则输出警告并进行检修；
[0021]当直流母线的电压低于下限值时，由燃料电池电源
、
蓄电池辅助电源共同给交流负载供电；
[0022]当直流母线的电压高于上限值时，由燃料电池电源对负载供电，并根据蓄电池辅助电源的电荷决定是否充电
。
附图说明
[0023]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明；
[0024]图1是本专利技术所提供的燃料电池备用电源系统，其一实施例的示意图；
[0025]图2是本专利技术所提供的燃料电池备用电源系统，其一实施例的控制流程图
。
具体实施方式
[0026]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地
、
形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制
。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上
、
下
、
前
、
后
、
左
、
右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
[0028]在本专利技术的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于
、
小于
、
超过等理解为不包括本数，以上
、
以下
、
以内等理解为包括本数
。
[0029]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置
、
安装
、
连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体
含义
。
[0030]参照图1～图2，本专利技术的燃料电池备用电源系统作出如下实施例：
[0031]本实施例的燃料电池备用电源系统包括交流母线
100、
直流母线
200、
储能变流器
500、
燃料电池电源
210、
蓄电池辅助电源
220。
[0032]交流母线
100
与市电电源
110、
交流负载
120
连接，而直流母线
200
就与燃料电池电源
210、
蓄电池辅助电源
220
连接，燃料电池电源
210、
蓄电池辅助电源
220
与交流负载
120
相互隔离的
。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池备用电源系统，其特征在于：包括：交流母线，连接有市电电源
、
交流负载；直流母线，连接有燃料电池电源
、
蓄电池辅助电源，所述燃料电池电源通过第一继电器与直流母线连接，所述蓄电池辅助电源通过第二继电器与直流母线连接；储能变流器，连接于直流母线与交流母线
。2.
根据权利要求1所述的燃料电池备用电源系统，其特征在于：所述燃料电池电源包括燃料电池本体和
DC/DC
变换器，所述
DC/DC
变换器位于燃料电池本体与储能变流器之间
。3.
根据权利要求2所述的燃料电池备用电源系统，其特征在于：所述蓄电池辅助电源包括一起连接于第二继电器的蓄电池本体
、
超级电容
。4.
根据权利要求3所述的燃料电池备用电源系统，其特征在于：所述蓄电池辅助电源还包括同时与所述蓄电池本体
、
超级电容连接的充电管理单元
。5.
根据权利要求4所述的燃料电池备用电源系统，其特征在于：所述燃料电池电源包括与燃料电池本体连接的控制单元，所述控制单元与充电管理单元连接
。6.
根据权利要求3所述的燃料电池备用电源系统，其特征在于：所述蓄电池本体为锂电池
。7.

【专利技术属性】
技术研发人员：丁康康，汪雪峰，舒正荣，
申请(专利权)人：佛山仙湖氢电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：