[发明专利]一种基于燃料电池的微网结构和运行控制方法

说明书

本发明提供了一种基于燃料电池的微网结构和运行控制方法，包括，A.蓄电池SoC大于第一设定值且小于第二设定值，当负载单元所需功率大于发电单元的总功率时，启动蓄电池放电；当负载单元所需功率小于发电单元的总功率时，启动蓄电池充电；B.蓄电池SoC大于第二设定值，将发电单元中的部分或全部断出微网，同时启动蓄电池放电，直到蓄电池SoC小于第三设定值后将发电单元全部接入微网；C.蓄电池SoC小于第一设定值，将直流恒流电源接入微网，直到负载单元所需功率小于发电单元。本方案能够视情况控制蓄电池充放电、控制各发电单元投入或断出微网，及控制直流恒流电源接入或退出微网，实现供需功率平衡的同时实现对蓄电池的过充和过放保护。

技术领域

本发明属于微电网电能管理技术领域，尤其是涉及一种基于燃料电池的微网结构和运行控制方法。

背景技术

微网，也叫微电网，指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。

随着燃料发电技术的成熟，燃料电池发电渐渐地被引入微电网中。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，能够在一定程度上平抑光伏发电的功率波动，并弥补蓄电池容量不足的问题。如中国专利公开了一种光-蓄-燃互补发电系统[申请号：CN201921254007.0]，包括光伏阵列和高温固体氧化物燃料电池，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，直流母线通过第三电能转换电路连接于直流负载，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，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。

但是上述方案存在一定的缺陷，例如在发电电能不够用的情况下容易出现蓄电池过放的问题等。而且，目前的微电网没有从能源调度方面实现对蓄电池的过充过放保护，无法根据蓄电池和负载的情况控制各发电单元的运行情况，容易出现蓄电池过充过放且容易出现微电网系统能量失衡的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于燃料电池的微网结构和运行控制方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种基于燃料电池的运行控制方法，通过以下方法进行能量管理以达到供需功率平衡：

A.蓄电池SoC大于第一设定值且小于第二设定值，

当负载单元所需功率大于发电单元的总功率时，启动蓄电池放电；

当负载单元所需功率小于发电单元的总功率时，启动蓄电池充电；

B.蓄电池SoC大于第二设定值，将发电单元中的部分或全部断出微网，同时启动蓄电池放电，直到蓄电池SoC小于第三设定值后将发电单元全部接入微网；

C.蓄电池SoC小于第一设定值，

将直流恒流电源接入微网，直到负载单元所需功率小于发电单元。

在上述的基于燃料电池的运行控制方法中，在方法C中，将直流恒流电源接入微网的同时启动蓄电池充电。

在上述的基于燃料电池的运行控制方法中，在方法C中，在蓄电池充电至第四设定值时，将直流恒流电源断出微网。

在上述的基于燃料电池的运行控制方法中，所述的第一设定值为20％，第二设定值为80％，第三设定值为40％，第四设定值为60％。