CN101707388A - 一种燃料电池不间断电源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的燃料电池不间断电源装置包括主电路和控制系统，主电路包括旁路开关，三相四线整流器，三相四线逆变器，燃料电池，直流-直流变换器，双向直流-直流变换器和超级电容组，控制系统包括直流母线电压检测环节、超级电容组电压控制环节、两个直流母线输入输出侧电流检测环节、两个内环电流控制环节、直流母线中点电压均衡控制环节。装置通过双向直流-直流变换器和超级电容组提供直流母线电流中低频交流的成分，同时控制正负直流母线电压均衡，在电网不对称或负载三相不平衡时，有效抑制正负直流母线电压的低频脉动，使得燃料电池不间断电源系统的可靠性和寿命不再受电解电容可靠性和寿命的限制，提高了不间断电源装置的可靠性和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及不间断电源装置，尤其是采用燃料电池作为备用电源的不间断电源装置。
背景技术
采用燃料电池作为备用电源的不间断电源装置比采用蓄电池作为备用能源的不间断电源装置具有备用时间长、可靠性高、环保等优点。目前燃料电池发电系统由于受到系统内机械环节等性能的制约，其动态特性较差。在不间断电源由电网供电切换至燃料电池供电时以及在燃料电池供电状态下负载突变时，燃料电池的动态性能难以满足负载的供电要求，并且快速的供电变化会影响燃料电池的使用寿命，因此多数情况下以燃料电池作为电源的装置都采用额外的储能单元及双向直流-直流变换器构成的能量缓冲环节提供能量缓冲。但是传统能量缓冲环节只在负载突变和燃料电池启动时工作，功能比较单一。在不间断电源装置工作过程中，可能由电网不平衡或三相负载不平衡等原因引起整流器和逆变器之间直流母线电压周期性的低频脉动，影响系统的性能。为了抑制这种脉动，传统做法是采用较大的直流母线电容或者额外加入一个开关桥臂以达到抑制直流电压波动的效果。而采用较大电容的做法将导致系统的体积和重量较大，而且应用于这种较高电压且容值较大的电容通常为电解电容，这就带来了可靠性较差和寿命较短等问题；而如果采用额外加入一个开关桥臂的方法就会增加系统成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用能量缓冲环节抑制直流母线电压波动的燃料电池不间断电源装置。
本发明的燃料电池不间断电源装置，包括主电路和控制系统；
主电路包括旁路开关，三相四线整流器，三相四线逆变器，燃料电池，直流-直流变换器，双向直流-直流变换器和超级电容组，三相四线整流器的交流输入端和旁路开关的输入端共同连接电网，三相四线整流器的直流输出端通过正、负直流母线和中点线与三相四线逆变器的直流输入端相连，三相四线逆变器的交流输出端和旁路开关的输出端共同连接交流负载，燃料电池输出端连接直流-直流变换器的输入端，直流-直流变换器的输出端连接正、负直流母线，双向直流-直流变换器的输入端与超级电容组的输出端连接，双向直流-直流变换器的输出端连接三相四线逆变器输入端的正，负直流母线和中点线；
控制系统包括：
-直流母线电压检测环节，用于采集直流母线的电压，由母线电压减法器、母线电压误差计算器和逻辑开关组成，母线电压减法器的正输入端连接正直流母线电压信号VBus1，母线电压减法器的负输入端连接负直流母线电压信号VBus2，母线电压误差计算器的负输入端连接母线电压减法器的输出端，母线电压误差计算器的正输入端连接母线电压参考信号VBus_ref，母线电压误差计算器的输出端连接逻辑开关的输入端，逻辑开关的第一输出端给三相四线整流器提供母线电压误差信号VBus_error，逻辑开关的第二输出端给直流-直流变换器提供母线电压误差信号VBus_error，当燃料电池不间断电源装置由电网供电时，逻辑开关接通第一输出端；当燃料电池不间断电源装置由燃料电池供电时，逻辑开关接通第二输出端；
-超级电容组电压控制环节，用于超级电容组的电压调节，由超级电容组电压误差计算器、超级电容组电压误差调节器组成，其中超级电容组电压误差计算器的负输入端连接超级电容组的电压VSC检测端，超级电容组电压误差计算器的正输入端为超级电容组电压参考信号VSC_ref，超级电容组电压误差计算器的输出端与超级电容组电压误差调节器的输入端相连，超级电容组电压误差调节器的输出端输出超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref；
-直流母线中点电压均衡控制环节，用于抑制直流母线中点电压的直流偏置，控制正负直流母线电压均衡，由平衡电压加法器、平衡电压误差计算器、平衡电压误差调节器组成，平衡电压加法器的一个输入端连接正直流母线电压信号VBus1，平衡电压加法器的另一个输入端连接负直流母线电压信号VBus2，平衡电压加法器的输出端与平衡电压误差计算器的负输入端相连，平衡电压误差计算器的正输入端连接平衡电压参考信号VBalance_ref，平衡电压误差计算器的输出端连接平衡电压误差调节器的输入端，平衡电压误差调节器的输出端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref。
-第一直流母线输入输出侧电流检测环节，用于采集三相四线整流器输出侧正直流母线电流信号isource1的中低频交流成分以及三相四线逆变器输入侧正直流母线电流信号iload1的中低频交流成分，由第一减法器和第一滤波器组成，第一减法器的正输入端连接三相四线逆变器输入侧正直流母线的电流信号iload1，第一减法器的负输入端连接三相四线整流器输出侧正直流母线的电流信号isource1，第一减法器的输出端连接第一滤波器的输入端，第一滤波器的输出端输出正直流母线中低频电流参考信号iBus_ref1；
-第二直流母线输入输出侧电流检测环节，用于采集三相四线整流器输出侧负直流母线电流信号isource2的中低频交流成分，以及三相四线逆变器输入侧负直流母线电流信号iload2的中低频交流成分，由第二减法器和第二滤波器组成，第二减法器的正输入端连接三相四线逆变器输入侧负直流母线的电流信号iload2，第二减法器的负输入端连接三相四线整流器输出侧负直流母线的电流信号isource2，第二减法器的输出端连接第二滤波器的输入端，第二滤波器的输出端输出负直流母线中低频电流参考信号iBus_ref2；
-第一加法器组，用于第一内环电流控制环节参考电流的计算，由第三加法器和第四加法器组成，第四加法器的一个输入端连接超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref，第四加法器的另一个输入端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref，第四加法器的输出端连接第三加法器的一个输入端，第三加法器的另一个输入端连接正直流母线中低频电流参考信号iBus_ref1，第三加法器的输出端输出第一内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref1；
-第二加减法器组，用于第二内环电流控制环节参考电流的计算，由第五加法器和第六减法器组成，第六减法器的正输入端连接超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref，第六减法器的负输入端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref，第六减法器的输出端连接第五加法器的一个输入端，第五加法器的另一个输入端连接负直流母线中低频电流参考信号iBus_ref2，第五加法器的输出端输出第二内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref2；
-第一内环电流控制环节，用于控制双向直流-直流变换器的正输出端供给正直流母线的电流，由第一误差计算器、第一调节器以及第一脉宽调制器组成，第一误差计算器的正输入端连接第一内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref1，第一误差计算器的负输入端连接双向直流-直流变换器正输出端供给正直流母线的电流信号iBiDC1，第一误差计算器的输出端连接第一脉宽调制器的输入端，第一脉宽调制器的输出端输出脉冲驱动信号PWM1，2；
-第二内环电流控制环节，用于控制双向直流-直流变换器的负输出端供给负直流母线的电流，由第二误差计算器、第二调节器以及第二脉宽调制器组成，第二误差计算器的正输入端连接第二内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref2，第二误差计算器的负输入端连接双向直流-直流变换器负输出端供给负直流母线的电流信号iBiDC2，第二误差计算器的输出端连接第二脉宽调制器的输入端，第二脉宽调制器的输出端输出脉冲驱动信号PWM3，4。
本发明的优点是：
1)采用燃料电池作为不间断电源的备用电源，相比较传统不间断电源的备用电源具有备用时间长，无环境污染，使用寿命长等优势；
2)利用为燃料电池所配备的能量缓冲单元抑制直流电压脉动，平衡正负直流母线电压，避免采用较大的直流母线电容或者添加额外的开关桥臂。
附图说明
图1为本发明的燃料电池不间断电源装置构成示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明的燃料电池不间断电源装置，包括主电路和控制系统；
主电路包括旁路开关1，三相四线整流器2，三相四线逆变器3，燃料电池4，直流-直流变换器5，双向直流-直流变换器6和超级电容组7，三相四线整流器2的交流输入端和旁路开关1的输入端共同连接电网，三相四线整流器2的直流输出端通过正、负直流母线和中点线与三相四线逆变器3的直流输入端相连，三相四线逆变器3的交流输出端和旁路开关1的输出端共同连接交流负载，燃料电池4输出端连接直流-直流变换器5的输入端，直流-直流变换器5的输出端连接正、负直流母线，双向直流-直流变换器6的输入端与超级电容组7的输出端连接，双向直流-直流变换器6的输出端连接三相四线逆变器3输入端的正，负直流母线和中点线。图例中双向直流-直流变换器是由第一、第二开关管S1、S2和第一电感L1构成的Boost电路与由第三、第四开关管S3、S4和第二电感L2构成的Buck-Boost电路通过输入端并联，输出端串联组成。
本发明中，所述的第一滤波器12和第二滤波器27可以采用带通滤波器。其通带起始频率足够低以满足对燃料电池4进行能量缓冲的功能，其通带截止频率低于系统最低开关频率。避免开关频率及以上频率的信号干扰控制系统。
本发明中，所述的三相四线整流器2为电容中点三相四线两电平或三电平半桥式整流器，三相四线逆变器3为电容中点三相四线两电平或三电平半桥式逆变器。
控制系统包括：
-直流母线电压检测环节，用于采集直流母线的电压，由母线电压减法器8、母线电压误差计算器10和逻辑开关13组成，母线电压减法器8的正输入端连接正直流母线电压信号VBus1，母线电压减法器8的负输入端连接负直流母线电压信号VBus2，母线电压误差计算器10的负输入端连接母线电压减法器8的输出端，母线电压误差计算器10的正输入端连接母线电压参考信号VBus_ref，母线电压误差计算器10的输出端连接逻辑开关13的输入端，逻辑开关13的第一输出端a给三相四线整流器2提供母线电压误差信号VBus_error，逻辑开关13的第二输出端b给直流-直流变换器5提供母线电压误差信号VBus_error，当燃料电池不间断电源装置由电网供电时，逻辑开关13接通第一输出端a；当燃料电池不间断电源装置由燃料电池供电时，逻辑开关13接通第二输出端b；
-超级电容组电压控制环节，用于超级电容组7的电压调节，由超级电容组电压误差计算器20、超级电容组电压误差调节器21组成，其中超级电容组电压误差计算器20的负输入端连接超级电容组7的电压VSC检测端，超级电容组电压误差计算器20的正输入端为超级电容组7电压参考信号VSC_ref，超级电容组电压误差计算器20的输出端与超级电容组电压误差调节器21的输入端相连，超级电容组电压误差调节器21的输出端输出超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref；
-直流母线中点电压均衡控制环节，用于抑制直流母线中点电压的直流偏置，控制正负直流母线电压均衡，由平衡电压加法器14、平衡电压误差计算器28、平衡电压误差调节器29组成，平衡电压加法器14的一个输入端连接正直流母线电压信号VBus1，平衡电压加法器14的另一个输入端连接负直流母线电压信号VBus2，平衡电压加法器14的输出端与平衡电压误差计算器28的负输入端相连，平衡电压误差计算器28的正输入端连接平衡电压参考信号VBalance_ref，平衡电压误差计算器28的输出端连接平衡电压误差调节器29的输入端，平衡电压误差调节器29的输出端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref。
-第一直流母线输入输出侧电流检测环节，用于采集三相四线整流器2输出侧正直流母线电流信号isource1的中低频交流成分以及三相四线逆变器3输入侧正直流母线电流信号iload1的中低频交流成分，由第一减法器11和第一滤波器12组成，第一减法器11的正输入端连接三相四线逆变器3输入侧正直流母线的电流信号iload1，第一减法器11的负输入端连接三相四线整流器2输出侧正直流母线的电流信号isource1，第一减法器11的输出端连接第一滤波器12的输入端，第一滤波器12的输出端输出正直流母线中低频电流参考信号iBus_ref1；
-第二直流母线输入输出侧电流检测环节，用于采集三相四线整流器2输出侧负直流母线电流信号isource2的中低频交流成分，以及三相四线逆变器3输入侧负直流母线电流信号iload2的中低频交流成分，由第二减法器9和第二滤波器27组成，第二减法器9的正输入端连接三相四线逆变器3输入侧负直流母线的电流信号iload2，第二减法器9的负输入端连接三相四线整流器2输出侧负直流母线的电流信号isource2，第二减法器9的输出端连接第二滤波器27的输入端，第二滤波器27的输出端输出负直流母线中低频电流参考信号iBus_ref2；
-第一加法器组，用于第一内环电流控制环节参考电流的计算，由第三加法器18和第四加法器19组成，第四加法器19的一个输入端连接超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref，第四加法器19的另一个输入端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref，第四加法器19的输出端连接第三加法器18的一个输入端，第三加法器18的另一个输入端连接正直流母线中低频电流参考信号iBus_ref1，第三加法器18的输出端输出第一内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref1；
-第二加减法器组，用于第二内环电流控制环节参考电流的计算，由第五加法器25和第六减法器26组成，第六减法器26的正输入端连接超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref，第六减法器26的负输入端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref，第六减法器26的输出端连接第五加法器25的一个输入端，第五加法器25的另一个输入端连接负直流母线中低频电流参考信号iBus_ref2，第五加法器25的输出端输出第二内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref2；
-第一内环电流控制环节，用于控制双向直流-直流变换器6的正输出端供给正直流母线的电流，由第一误差计算器17、第一调节器16以及第一脉宽调制器15组成，第一误差计算器17的正输入端连接第一内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref1，第一误差计算器17的负输入端连接双向直流-直流变换器6正输出端供给正直流母线的电流信号iBiDC1，第一误差计算器17的输出端连接第一脉宽调制器15的输入端，第一脉宽调制器15的输出端输出脉冲驱动信号PWM1，2；
-第二内环电流控制环节，用于控制双向直流-直流变换器6的负输出端供给负直流母线的电流，由第二误差计算器24、第二调节器23以及第二脉宽调制器22组成，第二误差计算器24的正输入端连接第二内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref2，第二误差计算器24的负输入端连接双向直流-直流变换器6负输出端供给负直流母线的电流信号iBiDC2，第二误差计算器24的输出端连接第二脉宽调制器22的输入端，第二脉宽调制器22的输出端输出脉冲驱动信号PWM3，4。
工作原理：
由正负直流母线采集到的正负直流母线电压信号VBus1，VBus2，通过母线电压减法器8得到直流母线总电压，再通过母线电压误差计算器10与母线电压参考信号VBus_ref相减得到母线电压误差信号VBus_error。当燃料电池不间断电源装置工作在电网供电模式时，逻辑开关13接通第一输出端a，母线电压的误差信号VBus_error提供给三相四线整流器的控制系统，此时母线总电压由整流器控制；当燃料电池不间断电源工作在燃料电池供电模式时，逻辑开关13接通第二输出端b，母线电压的误差值VBus_error提供给直流-直流变换器控制系统，此时母线总电压由直流-直流变换器控制。
由正负直流母线采集到的正负直流母线电压信号VBus1，VBus2，经过平衡电压加法器14得到正负直流母线电压的不平衡值，通过平衡电压误差计算器28与平衡电压参考值VBalance_ref比较，比较的结果再经过平衡电压误差调节器29得到直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref。通常情况为了保证正负母线电压平衡，令平衡电压参考值VBalance_ref为零。直流母线中点电压均衡控制环节作为一个附加环节，当正负直流母线电压平衡时，该环节不起作用；当正负直流母线电压不平衡时，iBalance_ref作为控制外环参考值之一控制能量缓冲环节输出平衡电流，抑制正负母线电压不平衡。
由采集的超级电容组电压VSC经过超级电容组电压误差计算器20和超级电容组电压参考信号VSC_ref相减，得到的信号再经过超级电容组电压误差调节器21得到超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref。超级电容组电压控制环节用于控制超级电容组上的电压，在能量缓冲后进行充电，在抑制直流母线电压脉动时保证超级电容组维持在正常的工作电压范围内。
由三相四线整流器2输出侧正直流母线采集到的电流信号isource1以及三相四线逆变器3输入侧正直流母线采集到的电流信号iload1，通过第一减法器11相减，得到的信号经过第一滤波器12得到正直流母线上需要由能量缓冲环节分担的中低频交流分量iBus_ref1；由三相四线整流器2输出侧负直流母线采集到的电流信号isource2以及三相四线逆变器3输入侧负直流母线采集到的电流信号iload2，通过第二减法器9相减，得到的信号经过第二滤波器27得到负直流母线上需要由能量缓冲环节分担的中低频交流分量iBus_ref2。其中第一滤波器12和第二滤波器27为带通滤波器，其通带起始频率足够低以满足对燃料电池4进行能量缓冲的功能，其通带截止频率低于系统最低开关频率。避免开关频率及以上频率的信号干扰控制系统。带通滤波器的设计用于捕捉由于电网不平衡或负载不平衡所引起的直流母线纹波，并将其信号输入控制环，控制能量缓冲环节向正负母线输出补偿电流，从而避免纹波电流通过正负直流母线电容造成电压脉动。
电流信号iBalance_ref、iSC_ref以及iBus_ref1之和构成第一内环电流控制环节的电流指令值iBiDC_ref1，该指令值通过第一误差计算器17与正直流母线的输出电流iBiDC1比较，得到的信号经过第一调节器16再经过第一脉宽调制器15得到控制双向直流-直流变换器6中的第一、第二开关管S1、S2的开关信号；电流信号iBalance_ref、iSC_ref以及iBus_ref2之和构成第二内环电流控制环节的电流指令值iBiDC_ref2，该指令值通过第二误差计算器24与负直流母线的输入电流iBiDC2比较，得到的信号经过第二调节器23再经过第二脉宽调制器22得到控制双向直流-直流变换器6中的第三、第四开关管S3、S4的开关信号。通过第一、第二开关管S1、S2控制双向直流-直流变换器正输出端供给正直流母线的补偿电流，通过第三、第四开关管S3、S4控制双向直流-直流变换器负输出端供给负直流母线的补偿电流。
燃料电池不间断电源装置中的双向直流-直流变换器6能够控制正负直流母线电压保持平衡，在电网电压或者负载出现不平衡时，抑制正负直流母线电压的低频脉动，从而避免采用传统不间断电源直流母线所采用的电解电容或者额外的开关桥臂；同时双向直流-直流变换器6和超级电容组7能够在燃料电池启动或者负载突变时提供负载功率的较高频成分，为燃料电池提供能量缓冲，并实现超级电容的能量管理。
本发明中，三相四线整流器2输出侧正直流母线的电流信号isource1和三相四线整流器2输出侧负直流母线电流信号isource2可以如上述采集于三相四线整流器2输出侧的正负直流母线上，也可以由采集于三相四线整流器2输入侧的交流电流信号计算而得到。
本发明中，三相四线逆变器3输入侧正直流母线电流信号iload1和三相四线逆变器3输入侧负直流母线电流信号iload2可以如上述采集于三相四线逆变器3输入侧的正负直流母线上，也可以由采集于三相四线逆变器3输出侧的交流电流信号计算而得到。
Claims (4)
1.一种燃料电池不间断电源装置，其特征在于包括主电路和控制系统；
主电路包括旁路开关(1)，三相四线整流器(2)，三相四线逆变器(3)，燃料电池(4)，直流-直流变换器(5)，双向直流-直流变换器(6)和超级电容组(7)，三相四线整流器(2)的交流输入端和旁路开关(1)的输入端共同连接电网，三相四线整流器(2)的直流输出端通过正、负直流母线和中点线与三相四线逆变器(3)的直流输入端相连，三相四线逆变器(3)的交流输出端和旁路开关(1)的输出端共同连接交流负载，燃料电池(4)输出端连接直流-直流变换器(5)的输入端，直流-直流变换器(5)的输出端连接正、负直流母线，双向直流-直流变换器(6)的输入端与超级电容组(7)的输出端连接，双向直流-直流变换器(6)的输出端连接三相四线逆变器(3)输入端的正，负直流母线和中点线；
控制系统包括：
-直流母线电压检测环节，用于采集直流母线的电压，由母线电压减法器(8)、母线电压误差计算器(10)和逻辑开关(13)组成，母线电压减法器(8)的正输入端连接正直流母线电压信号VBus1，母线电压减法器(8)的负输入端连接负直流母线电压信号VBus2，母线电压误差计算器(10)的负输入端连接母线电压减法器(8)的输出端，母线电压误差计算器(10)的正输入端连接母线电压参考信号VBus_ref，母线电压误差计算器(10)的输出端连接逻辑开关(13)的输入端，逻辑开关(13)的第一输出端(a)给三相四线整流器(2)提供母线电压误差信号VBus_error，逻辑开关(13)的第二输出端(b)给直流-直流变换器(5)提供母线电压误差信号VBus_error，当燃料电池不间断电源装置由电网供电时，逻辑开关(13)接通第一输出端(a)；当燃料电池不间断电源装置由燃料电池供电时，逻辑开关(13)接通第二输出端(b)；
-超级电容组电压控制环节，用于超级电容组(7)的电压调节，由超级电容组电压误差计算器(20)、超级电容组电压误差调节器(21)组成，其中超级电容组电压误差计算器(20)的负输入端连接超级电容组(7)的电压VSC检测端，超级电容组电压误差计算器(20)的正输入端为超级电容组(7)电压参考信号VSC_ref，超级电容组电压误差计算器(20)的输出端与超级电容组电压误差调节器(21)的输入端相连，超级电容组电压误差调节器(21)的输出端输出超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref；
-直流母线中点电压均衡控制环节，用于抑制直流母线中点电压的直流偏置，控制正负直流母线电压均衡，由平衡电压加法器(14)、平衡电压误差计算器(28)、平衡电压误差调节器(29)组成，平衡电压加法器(14)的一个输入端连接正直流母线电压信号VBus1，平衡电压加法器(14)的另一个输入端连接负直流母线电压信号VBus2，平衡电压加法器(14)的输出端与平衡电压误差计算器(28)的负输入端相连，平衡电压误差计算器(28)的正输入端连接平衡电压参考信号VBalance_ref，平衡电压误差计算器(28)的输出端连接平衡电压误差调节器(29)的输入端，平衡电压误差调节器(29)的输出端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref。
-第一直流母线输入输出侧电流检测环节，用于采集三相四线整流器(2)输出侧正直流母线电流信号isource1的中低频交流成分以及三相四线逆变器(3)输入侧正直流母线电流信号iload1的中低频交流成分，由第一减法器(11)和第一滤波器(12)组成，第一减法器(11)的正输入端连接三相四线逆变器(3)输入侧正直流母线的电流信号iload1，第一减法器(11)的负输入端连接三相四线整流器(2)输出侧正直流母线的电流信号isource1，第一减法器(11)的输出端连接第一滤波器(12)的输入端，第一滤波器(12)的输出端输出正直流母线中低频电流参考信号iBus_ref1；
-第二直流母线输入输出侧电流检测环节，用于采集三相四线整流器(2)输出侧直流负母线电流信号isource2的中低频交流成分，以及三相四线逆变器(3)输入侧负直流母线电流信号iload2的中低频交流成分，由第二减法器(9)和第二滤波器(27)组成，第二减法器(9)的正输入端连接三相四线逆变器(3)输入侧负直流母线的电流信号iload2，第二减法器(9)的负输入端连接三相四线整流器(2)输出侧负直流母线的电流信号isource2，第二减法器(9)的输出端连接第二滤波器(27)的输入端，第二滤波器(27)的输出端输出负直流母线中低频电流参考信号iBus_ref2；
-第一加法器组，用于第一内环电流控制环节参考电流的计算，由第三加法器(18)和第四加法器(19)组成，第四加法器(19)的一个输入端连接超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref，第四加法器(19)的另一个输入端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref，第四加法器(19)的输出端连接第三加法器(18)的一个输入端，第三加法器(18)的另一个输入端连接正直流母线中低频电流参考信号iBus_ref1，第三加法器(18)的输出端输出第一内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref1；
-第二加减法器组，用于第二内环电流控制环节参考电流的计算，由第五加法器(25)和第六减法器(26)组成，第六减法器(26)的正输入端连接超级电容组充电电流的参考信号iSC_ref，第六减法器(26)的负输入端连接直流母线中点均衡电流参考信号iBalance_ref，第六减法器(26)的输出端连接第五加法器(25)的一个输入端，第五加法器(25)的另一个输入端连接负直流母线中低频电流参考信号iBus_ref2，第五加法器(25)的输出端输出第二内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref2；
-第一内环电流控制环节，用于控制双向直流-直流变换器(6)的正输出端供给正直流母线的电流，由第一误差计算器(17)、第一调节器(16)以及第一脉宽调制器(15)组成，第一误差计算器(17)的正输入端连接第一内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref1，第一误差计算器(17)的负输入端连接双向直流-直流变换器(6)正输出端供给正直流母线的电流信号iBiDC1，第一误差计算器(17)的输出端连接第一脉宽调制器(15)的输入端，第一脉宽调制器(15)的输出端输出脉冲驱动信号PWM1，2；
-第二内环电流控制环节，用于控制双向直流-直流变换器(6)的负输出端供给负直流母线的电流，由第二误差计算器(24)、第二调节器(23)以及第二脉宽调制器(22)组成，第二误差计算器(24)的正输入端连接第二内环电流控制环节的电流参考信号iBiDC_ref2，第二误差计算器(24)的负输入端连接双向直流-直流变换器(6)负输出端供给负直流母线的电流信号iBiDC2，第二误差计算器(24)的输出端连接第二脉宽调制器(22)的输入端，第二脉宽调制器(22)的输出端输出脉冲驱动信号PWM3，4。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池不间断电源装置，其特征在于所述的第一滤波器(12)和第二滤波器(27)为带通滤波器。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池不间断电源装置，其特征在于双向直流-直流变换器是由第一、第二开关管(S1、S2)和第一电感(L1)构成的Boost电路与由第三、第四开关管(S3、S4)和第二电感(L2)构成的Buck-Boost电路通过输入端并联，输出端串联组成。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池不间断电源装置，其特征在于三相四线整流器(2)为电容中点三相四线两电平或三电平半桥式整流器，三相四线逆变器(3)为电容中点三相四线两电平或三电平半桥式逆变器。
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