[发明专利]抑制甲醇重整氢燃料电池并网自启动冲击电流的控制方法

权利要求书

1.一种抑制甲醇重整氢燃料电池并网自启动冲击电流的控制方法，其特征在于，所述燃料电池的主电路由电网、并网逆变器、DC/DC变换器、燃料电池电堆串联连接，用于实现燃料电池并网发电功能；所述燃料电池的温控循环系统辅助供电回路由启动电源、DC/DC变换器、加热体与电泵构成，用于维持燃料电池反应温度以及控制电解液循环速度；其中，DC/DC变换器由交错并联BuckBoost电路与高频隔离全桥DC/DC电路串联构成，并网逆变器由三相全桥DC/AC电路构成；

所述控制方法包括：系统接受到自启动指令后启动刀闸闭合，此时交错并联BuckBoost电路工作在降压模式，控制所述交错并联BuckBoost电路的低压侧电容C1两端电压为温控循环系统所需恒定值，启动电源经过交错并联BuckBoost电路降压后为加热体及电泵负载提供所需的恒压辅助电源，为燃料电池重整室加温以及提供电解液循环所需动力；在交错并联BuckBoost电路输出电压参考值后引入虚拟阻抗控制，采样获得的实际输出电流作用于虚拟阻抗上可产生虚拟感生电动势，交错并联BuckBoost电路输出电压参考值减去该电动势即得到交错并联BuckBoost电路实际输出电压参考值；待所述燃料电池重整室达到反应温度且电解液循环正常，温控循环系统自检完成后，主闸闭合投入燃料电池，启动刀闸断开切出启动电源；

“在交错并联BuckBoost电路输出电压参考值后引入虚拟阻抗控制，采样获得的实际输出电流作用于虚拟阻抗上可产生虚拟感生电动势，交错并联BuckBoost电路输出电压参考值减去该电动势即得到交错并联BuckBoost电路实际输出电压参考值”具体包括：主闸闭合前，交错并联BuckBoost电路工作于降压模式，低压侧电压为温控循环系统所需的恒压值为U_ref，实际输出电压采样值为U₀，此时采样系统反馈的燃料电池初始内电势为E₀，通过在U₀与E₀间建立虚拟阻抗，可有效降低主闸闭合瞬间的冲击电流；已知燃料电池本体的电流上升率阈值为 (di/dt)_m，电流幅值阈值为I_m，则虚拟电抗设为L_V= (U₀-E₀)/ (di/dt)_m，电流限幅值0.9I_m，将虚拟电抗写入控制程序，首先通过虚拟电抗与输出电流作用使得输出电路呈现所需阻抗特性，再通过电压外环PI控制实际输出电压，最后通过电流内环PI控制限制输出电流幅值，产生的参考信号作为交错并联BuckBoost电路的PWM参考波。

2.如权利要求1所述的抑制甲醇重整氢燃料电池并网自启动冲击电流的控制方法，其特征在于，高频隔离全桥DC/DC电路为在高频变压器T1的初级端连接接成桥式结构的自带反并二极管的开关管Sa1至Sa4，次级端连接接成桥式结构的自带反并二极管的开关管Sb1至Sb4。

3.如权利要求1所述的抑制甲醇重整氢燃料电池并网自启动冲击电流的控制方法，其特征在于，主闸闭合后交错并联BuckBoost电路工作于升压模式，控制所述交错并联BuckBoost电路的高压侧电容C2两端电压为恒定值，高频隔离全桥DC/DC电路启动，控制所述三相全桥DC/AC电路直流侧并联的电容C3两端电压为恒定值，三相全桥DC/AC电路启动并网控制，三相并网开关闭合，功率由燃料电池经交错并联BuckBoost电路、高频隔离全桥DC/DC电路及三相全桥DC/AC电路流入三相电网，整个自启动过程全部完成。

4.如权利要求1所述的抑制甲醇重整氢燃料电池并网自启动冲击电流的控制方法，其特征在于，并网过程中系统持续进行孤岛检测，若处于并网状态，系统按上位机指令持续向电网馈入所需功率值，若处于离网状态，三相全桥DC/AC电路由恒功率控制改为电压源控制模式，按要求控制三相输出电压幅值与频率，维持孤岛系统负载运行，若系统出现燃料不足或其他故障，则需停机并发出警告。

5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1到4任一项所述方法的步骤。