[实用新型]一种光-蓄-燃互补发电系统

说明书

本实用新型提供了一种光‑蓄‑燃互补发电系统，包括光伏阵列和高温固体氧化物燃料电池，所述光伏阵列和高温固体氧化物燃料电池的输出端分别通过第一电能转换电路和第二电能转换电路连接于直流母线，所述直流母线通过第三电能转换电路连接于直流负载，所述直流母线通过第一双向电能转换电路和第二双向电能转换电路分别连接于光伏蓄电池和燃蓄电池，所述光伏阵列、高温固体氧化物燃料电池、光伏蓄电池、燃蓄电池和直流负载均连接于控制器。本实用新型使用燃料电池作为补充电源，能够有效平抑光伏发电的功率波动；使用高温固体氧化物燃料电池代替传统质子交换膜燃料电池，具有发电效率高、耐受性强，且环保清洁等优点。

技术领域

本实用新型属于光伏发电技术领域，尤其是涉及一种光-蓄-燃互补发电系统。

背景技术

太阳能光伏是极具潜力的清洁发电技术，截至2018年底，我国光伏发电装机容量达1.74亿千瓦，年发电总量为1775亿千瓦时，占2018年全国总发电量的2.5％[1-3]。然而，由于受日照和温度的影响，光伏发电具有随机性、间歇性和供电不足的缺点，限制了其在一些特定环境，尤其是离网、且需不间断供电场景下的应用。

储能是解决光伏发电不连续性的有效技术路径。蓄电池作为常规储能元件，具有能量密度适中、功率响应速度较快的特点，能够快速响应功率瞬时变化。但实际应用中，由于存在夜间以及连续阴雨天等环境条件，具体工况对蓄电池的体积、重量也有一定的限值，单一的“光伏-蓄电池”供电系统往往不能持续满足电力需求。燃料电池作为一种新型的绿色能源，可使用甲醇、氨水等液态燃料，具有能量密度大，转换效率高、稳定无噪音等特点，将燃料电池作为补充电源，与光伏、蓄电池联合，构成“光伏-蓄电池-燃料电池”“光-蓄-燃”互补发电系统，能够有效平抑光伏发电的功率波动，并弥补蓄电池容量不足的问题，近年来在国内外已有不少成功的示范应用。

但是，现有的“光-蓄-燃”互补发电系统采用的是质子交换膜燃料电池(Proton-Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)，该燃料电池存在发电效率低、耐受性弱且需要贵金属作催化剂等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种光-蓄-燃互补发电系统。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种光-蓄-燃互补发电系统，包括光伏阵列和高温固体氧化物燃料电池，所述光伏阵列和高温固体氧化物燃料电池的输出端分别通过第一电能转换电路和第二电能转换电路连接于直流母线，所述直流母线通过第三电能转换电路连接于直流负载，所述直流母线通过第一双向电能转换电路和第二双向电能转换电路分别连接于光伏蓄电池和燃蓄电池，所述光伏阵列、高温固体氧化物燃料电池、光伏蓄电池、燃蓄电池和直流负载均连接于控制器。

在上述的光-蓄-燃互补发电系统中，所述第一电能转换电路第二电能转换电路和第三电能转换电路均为DC/DC转换电路，所述第一双向电能转换电路和第二三双向电能转换电路均为双向DC/DC转换电路。

在上述的光-蓄-燃互补发电系统中，所述第一电能转换电路为Boost型DC/DC转换电路。

在上述的光-蓄-燃互补发电系统中，所述控制器还连接有触摸显示屏。

在上述的光-蓄-燃互补发电系统中，所述控制器包括主控制器、扩展控制器和充放电控制器，且所述主控制器采用台达DVP系列PLC的DVP16ES200T规格，扩展控制器采用DVP04AD-E2规格，所述充放电控制器采用TK600控制器。

在上述的光-蓄-燃互补发电系统中，所述光伏阵列、高温固体氧化物燃料电池、光伏蓄电池、燃蓄电池和直流负载均通过检测回路连接于所述控制器。

在上述的光-蓄-燃互补发电系统中，所述检测回路包括光-蓄回路，所述光-蓄回路连接于所述充放电控制器、主控制器和扩展控制器。