[发明专利]一种燃料电池和太阳能电池混合发电的并网逆变系统

说明书

本发明公开了一种燃料电池和太阳能电池混合发电的并网逆变系统，包括燃料电池、太阳能电池、输入开关、并网逆变系统主回路、负载、市电电网、并网逆变控制系统和并机通信接口；所述燃料电池、太阳能电池分别与输入开关连接，所述输入开关与并网逆变系统主回路连接，所述并网逆变系统主回路分别与负载和市电电网连接，所述并网逆变控制系统分别与输入开关、并网逆变系统主回路和并机通信接口连接，本发明可以克服太阳能发电间歇性、随机性的问题，本系统具有太阳能电池最大功率跟踪控制MPPT、燃料电池最大效率运行、无工频变压器、防止孤岛效应，逆变过程具有更高的效率和安全性，且设计合理、结构简单、发电效率高、总谐波畸变率低，应用前景较广。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池和太阳能混合发电的并网逆变系统，属于新能源燃料电池发电和太阳能发电技术领域。

背景技术

太阳能是一种非常理想的清洁能源，近年来由于人们对环境问题的日益关注，太阳能的应用与普及，越来越受到人们的重视，应用领域也越来越广泛。据统计，我国有2/3以上国土面积的日照时间在2200小时以上，太阳能年辐射总量在502万kJ/m²以上，为太阳能的利用提供了丰富的资源和有利条件。根据太阳能的特点和实际需要，目前太阳能发电分为光热发电和光伏发电，通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，是利用半导体的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术。虽然太阳能和风能作为目前新能源分布式主要的发电来源，但是，由于太阳能发电需要足够的光照强度才能产生满足并网条件的电压，风力发电同样需要一定风速才能够带动风力发电机的叶片转动，从而产生电能。因此，太阳能和风力发电都具有间歇性和随机性的缺点，往往会对电网造成较大的冲击。

然而，氢能作为一种可再生的清洁二次能源，引起了全世界的注意，主要以氢气为主的燃料电池，是一种将燃料中的化学能直接转化为电能的化学装置，是火力发电、水力发电、核能发电和太阳能风能发电的第五代发电技术。

因此，燃料电池和太阳能电池混合发电系统不仅可以解决太阳能发电间歇性和随机性的缺陷，而且，具有储存密度高，使用寿命长，没有污染等特点，特别适用于一些特殊应用领域和边远无电地区民生活的用电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池和太阳能电池混合发电的并网逆变系统，它适用于新能源燃料电池发电和太阳能电池混合发电系统。针对现有太阳能发电并网逆变系统中太阳能电池具有间歇性和随机性问题，提出的燃料电池和太阳能电池混合发电并网逆变系统可以克服太阳能电池发电的间歇性和随机性缺陷，在夜间或者光照强度较低的情况下，太阳能电池停止发出电能或发出电能较低，燃料电池可以持续不断的发出电为电网供电，减少并网逆变系统出力突然减低，降低电网负担。而且，该系统具有太阳能电池最大功率跟踪控制MPPT、燃料电池最大效率运行、无工频变压器、防止孤岛效应，逆变过程具有更高的效率和安全性，并满足国家标准GB/T 33593-2017《分布式电源并网技术要求》，同时具有设计合理、结构简单、发电效率高、总谐波畸变率低、安全可靠性高等优点。

本发明的技术方案如下：一种燃料电池和太阳能电池混合发电的并网逆变系统，包括燃料电池、太阳能电池、输入开关、并网逆变系统主回路、负载、市电电网、并网逆变控制系统和并机通信接口；

所述燃料电池、太阳能电池分别与输入开关连接，所述输入开关与并网逆变系统主回路连接，所述并网逆变系统主回路分别与负载和市电电网连接，所述并网逆变控制系统分别与输入开关、并网逆变系统主回路和并机通信接口连接。

所述输入开关包括输入保护开关Ⅰ和输入保护开关Ⅱ，所述输入保护开关Ⅰ和输入保护开关Ⅱ的输入端分别与燃料电池的输出端、太阳能电池的输出端连接，所述输入保护开关Ⅰ和输入保护开关Ⅱ的输出端连接后再与并网逆变系统主回路连接；

所述并网逆变系统主回路包括直流升压电路、半桥逆变电路、并网开关、负载开关Ⅰ、负载开关Ⅱ；