[发明专利]一种可逆燃料电池堆节能装置及控制方法

权利要求书

1.一种可逆燃料电池堆节能装置，其特征在于，包括：光伏阵列(1)、直流DC/DC变换器(2)、直流供电母线(3)、DC/AC逆变器(4)、控制器(5)、第一组合开关K1、第二组合开关K2、第三组合开关K3、第一燃料电池堆F1、第二燃料电池堆F2、第三燃料电池堆F3、第一组合阀门Z1、第二组合阀门Z2、第三组合阀门Z3、第四组合阀门Z4、第五组合阀门Z5、第六组合阀门Z6、第一管道M1、第二管道M2、第三管道M3、第四管道M4、第一储存罐C1、第二储存罐C2、第三储存罐C3和第四储存罐C4；光伏阵列(1)的输出与直流DC/DC变换器(2)的输入连接，直流DC/DC变换器(2)的输出与直流供电母线(3)连接，直流供电母线(3)的输出与DC/AC逆变器(4)的输入连接，DC/AC逆变器(4)的输出用于交流供电，直流供电母线(3)的输出和DC/AC逆变器(4)的输出与控制器(5)的输入相连；控制器(5)的输出端口OU分别与第一组合开关K1、第二组合开关K2、第三组合开关K3、第一组合阀门Z1、第二组合阀门Z2、第三组合阀门Z3、第四组合阀门Z4、第五组合阀门Z5和第六组合阀门Z6连接；第一组合开关K1控制第一燃料电池堆F1，第二组合开关K2控制第二燃料电池堆F2，第三组合开关K3控制第三燃料电池堆F3；第一燃料电池堆F1、第二燃料电池堆F2和第三燃料电池堆F3之间通过第一管道M1、第二管道M2、第三管道M3和第四管道M4相连接，第一储存罐C1、第二储存罐C2、第三储存罐C3和第四储存罐C4分别连接在相应所述管道上；

其中，所述第一组合开关K1包括第一供电开关K1-1、第一输出端子K1-2、第一电解开关K1-3、第一电解电力二极管K1-4、第一输入端子K1-5、第一供电电力二极管K1-6和第一组合开关控制端子K1-7；所述第一组合开关K1的第一输出端子K1-2与直流供电母线(3)连接，第一电解开关K1-3与第一电解电力二极管K1-4串联，第一供电开关K1-1与第一供电电力二极管K1-6串联，两条所述串联之路并联后分别与第一输出端子K1-2和第一输入端子K1-5连接，第一输入端子K1-5与第一燃料电池堆F1的电源正极F1-1连接，第一组合开关控制端子K1-7与第一供电开关K1-1和第一电解开关K1-3的控制线圈连接，控制第一供电开关K1-1和第一电解开关K1-3的开通与关断；

所述第一组合阀门Z1包括第一电控供气阀门Z1-1、第一供气输出端子Z1-2、第一出气输入端子Z1-3、第一电控出气阀门Z1-4、第一出气输出端子Z1-5、第一供气输入端子Z1-6和第一组合阀门控制端子Z1-7；所述第一组合阀门Z1的第一供气输出端子Z1-2一端与第一燃料电池堆F1的第一氢气端口F1-4连接，第一供气输出端子Z1-2另一端与第一供气输入端子Z1-6一端连接，中间串联第一电控供气阀门Z1-1，第一供气输入端子Z1-6另一端与第一管道M1输入端口连接，第一管道M1的输出端口与第一储存罐C1连接；所述第一出气输入端子Z1-3一端并联在第一氢气端口F1-4，第一出气输入端子Z1-3另一端与第一出气输出端子Z1-5一端连接，中间串联第一电控出气阀门Z1-4，第一组合阀门控制端子Z1-7的输入与控制器(5)的输出连接，第一组合阀门控制端子Z1-7的输出与第一电控供气阀门Z1-1和第一电控出气阀门Z1-4执行电机连接，控制第一电控供气阀门Z1-1和第一电控出气阀门Z1-4的开关；所述第二组合阀门Z2的第二供气输出端子Z2-2一端与第一燃料电池堆F1的第一氧气端口F1-3连接，第二供气输出端子Z2-2另一端与第二供气输入端子Z2-6一端连接，中间串联第二电控供气阀门Z2-1，第二供气输入端子Z2-6另一端与第三管道M3输入端口连接，第三管道M3的输出端口与第三储存罐C3连接；所述第二出气输入端子Z2-3一端并联在第一氧气端口F1-3，第二出气输入端子Z2-3另一端与第二出气输出端子Z2-5一端连接，中间串联第二电控出气阀门Z2-4，第二组合阀门控制端子Z2-7的输入与控制器(5)的输出连接，第二组合阀门控制端子Z2-7的输出与第二电控供气阀门Z2-1和第二电控出气阀门Z2-4执行电机连接，控制第二电控供气阀门Z2-1和第二电控出气阀门Z2-4的开关；

所述第二组合开关K2和第三组合开关K3的结构与第一组合开关K1的结构一致；所述第二组合阀门Z2、第三组合阀门Z3、第四组合阀门Z4、第五组合阀门Z5和第六组合阀门Z6与第一组合阀门Z1的结构一致；所述第二燃料电池堆F2和第三燃料电池堆F3与第一燃料电池堆F1的结构一致；

所述第三组合阀门Z3和第四组合阀门Z4与第二燃料电池堆F2的连接方式以及第五组合阀门Z5和第六组合阀门Z6与第三燃料电池堆F3的连接方式均分别与第一组合阀门Z1和第二组合阀门Z2与第一燃料电池堆F1的连接方式相同。