CN116344863B - 一种多燃料电池系统热电联供热管理系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多燃料电池系统热电联供热管理系统及其控制方法，涉及燃料电池系统热管理技术领域，包括第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组、第三水箱和第四水箱，第一热循环组通过五通阀连接第二热循环组，第二热循环组通过四通阀连接第三热循环组，第三热循环组通过三通阀连接第三水箱，第三水箱和第四水箱之间依次设有第三水泵和加热器，第三水泵和加热器之间通过多通阀连接且多通阀一端设有排水管，加热器和第四水箱之间通过多通阀连接且多通阀一端转接第三水泵入口端；本申请通过热量分步加热和多级利用可以提高燃料电池系统的能量利用率，提高多燃料电池系统的经济性，合理调节燃料电池余热加热功率，匹配热水供应量的实时变化。

Description

一种多燃料电池系统热电联供热管理系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及燃料电池系统热管理技术领域，具体涉及一种多燃料电池系统热电联供热管理系统及其控制方法。

背景技术

燃料电池热电联供，是利用燃料电池发电技术同时向用户供给电能和热能的生产方式。燃料电池发电过程中有较大的能量损失就是热量，电池的能量转换率为40%多，为了降低燃料电池运行过程中的温度，还需要配上水冷或空冷系统。而热电联供则是将这一部分能量收集起来，使得氢气能源转换效率达到80%以上，能量利用率大大提升。

目前，氢燃料电池系统在正常工作时其冷却水进出口温度普遍在70℃~80℃。热电联供系统冷却水普遍是在室温20-30℃，而用户对于热水温度使用要求在80~100℃，如果将室温水加热到80~100℃往往需要大功率加热器持续加热一段时间，在用水高峰期，当用户对热水需求量较大时，往往不能满足用户的使用需求。而现有的燃料电池热电联供方案往往无法协调控制多系统供热，仅实现简单的供水加热，无法调节水温升温幅度，以及供热流量和用户需求之间的供需配合，调节能力不足，因此，现在急需一种燃料电池系统热电联技术供方案，既能提升能量综合管理调节能力，满足用户日益增长的热能利用需求，又能充分利用氢燃料电池发电特性，提高能源利用效率。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种多燃料电池系统热电联供热管理系统及其控制方法，旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，包括第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组、第三水箱和第四水箱，第一热循环组通过五通阀连接第二热循环组，第二热循环组通过四通阀连接第三热循环组，第三热循环组通过三通阀连接第三水箱，第三水箱和第四水箱之间依次设有第三水泵和加热器，第三水泵和加热器之间通过多通阀连接且多通阀一端设有排水管，加热器和第四水箱之间通过多通阀连接且多通阀一端转接第三水泵入口端；

其中第一热循环组包括第一氢燃料电池发动机组、第一换热器和供水水箱，第一氢燃料电池发动机组和第一换热器通过管道相连并形成闭环循环管路，此外还设有五通阀，第一换热器通过第一水泵连接供水水箱并接入五通阀，五通阀一个进出口接入第一水泵入口端并与第一换热器形成闭合循环回路；

第二热循环组包括第二氢燃料发动机组、第二换热器和第一水箱，第一水箱和第二换热器之间设有第二水泵，第一水箱、第二水泵、第二换热器和四通阀依次连接形成闭环回路，第二氢燃料发动机组和第二换热器通过管道相连并形成闭环循环回路；

第三热循环组包括第三氢燃料发动机组、第三换热器和第二水箱，第二水箱和第三换热器之间设有第三水泵，第二水箱、第三水泵、第三换热器和三通阀依次连接形成闭环回路，第二氢燃料发动机组和第二换热器通过管道相连并形成闭环循环回路；

五通阀分别连接第一水箱、第二水箱和第三水箱，四通阀分别连接第一水箱、第二水箱和第三水箱。

在上述技术方案的基础上，多通阀为一进多出阀门装置。

在上述技术方案的基础上，第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四三水箱为隔热保温水箱。

在上述技术方案的基础上，第一氢燃料电池发动机组、第二氢燃料电池发动机组和第三氢燃料电池发动机组为相同功率型号的氢燃料电池发动机系统。

在上述技术方案的基础上，第一氢燃料电池发动机组、第二氢燃料电池发动机组和第三氢燃料电池发动机组为不同功率型号氢燃料电池发动机系统或不同类型燃料电池发电系统。

在上述技术方案的基础上，第一换热器、第二换热器和第三换热器为间壁式换热器或蓄热式换热器中的一种和两种组合。

在上述技术方案的基础上，加热器和第四水箱之间通过三通阀连接，该三通阀一端转接第三水泵入口端并形成闭环回路。

在上述技术方案的基础上，第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四三水箱之间均通过保温隔热管道相连。

在上述技术方案的基础上，一种多燃料电池系统热电联供热管理系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一，根据热水加热阶梯温差和当前用户端的热水需求量，计算热循环组的加热流量，确定为L=ηP/ρCΔT，其中L为对应热循环组的循环加热流量，η为加热效率系数，P为对应热循环组的加热功率，ρ为水的密度，C为水的比热容，ΔT为水温温差；

步骤二，判断循环加热模式，如果当前为一般供热需求，则进入步骤三进行加热供热循环；如果如果当前为超常供热需求，则进入步骤三进行加热供热循环；

步骤三，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组启动，供水水箱放水进入第一热循环组进行加热，第一换热器将进入的常温水加热至预定温度后，控制五通阀进出口将水供入第一水箱；第二换热器继续将热水加热至预定温度后，控制四通阀进出口将水供入第二水箱；最后，第三换热器将热水加热至用户需求的温度，控制三通阀进出口将水送入第三水箱存储，启动第三水泵将第三水箱中的热水泵送用户使用，系统根据需求实时动态平衡用水量和第三换热器储水量；

步骤四，当用户热水需求提升，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组达到供热功率上限，进入辅助供热模式，启动加热器，第三水泵将第三水箱存储热水分别泵送用户端和加热器，经过加热器循环加热至预定温度后，将送至第四水箱储存并供用户调度使用，系统根据需求实时动态平衡用水量和第三水箱、第四水箱储水量。

在上述技术方案的基础上，当需要提供100℃热水时，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组的循环加热流量进行如下调度：

L₁₁=ηP₁/ρCΔT₁₁，L₁₂=ηP₁/ρCΔT₁₂，L₁₃=ηP₁/ρCΔT₁₃，其中L₁₁为第一热循环组进入第二热循环组的水流量，L₁₂为第一热循环组进入第三热循环组的水流量，L₁₃为第一热循环组进入第三水箱的水流量，ΔT₁₁为第一热循环组和第二热循环组的水温温差，ΔT₁₂为第一热循环组和第三热循环组的水温温差，ΔT₁₃为第一热循环组和第三水箱的水温温差，P₁第一热循环组的循环加热功率；

L₂₁=ηP₂/ρCΔT₂₁，L₂₂=ηP₂/ρCΔT₂₂，L₂₁为第二热循环组进入第三热循环组的水流量，L₂₂为第二热循环组进入第三水箱的水流量，ΔT₂₁为第二热循环组和第三热循环组的水温温差，ΔT₂₂为第二热循环组和第三水箱的水温温差，P₂第二热循环组的循环加热功率；

L₃₁=ηP₃/ρCΔT₃₁，L₃₂=ηP₃/ρCΔT₃₂，L₃₁为第三热循环组进入第三水箱的水流量，L₃₂为第三热循环组进入第四水热循环组的水流量，ΔT₃₁为第三热循环组和第三水箱的水温温差，ΔT₃₂为第三热循环组和第四水热循环组的水温温差，P₃第三热循环组的循环加热功率；

第一热循环组，控制五通阀先执行L₁₁=ηP₁/ρC（40-20），第二热循环组，控制四通阀执行L₂₁=ηP₂/ρC（60-40），且L₁₁＞2×L₂₁，第三热循环组，控制三通阀执行L₃=ηP₃/ρC（80-60），且L₂₁＞2×L₃；

当第二热循环组执行完L₂₁时，且第一保温水罐容量大于要求阈值时，第一热循环组再执行L₁₂=ηP₁/ρC（60-20）；

当第三热循环组执行完L₃时，且第二保温水罐容量大于要求阈值时，第二热循环组执行L₂₂=ηP₁/ρC（80-40）；

当第一热循环组执行完L₁₂时，第二保温水罐容量大于要求阈值时，且第一保温水罐容量大于要求阈值时，第一热循环组执行L₁₃=ηP₁/ρC（80-20）。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本申请中的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统进行余热利用可以提高燃料电池系统的能量利用率，提高了多燃料电池系统经济性，另一方面，本申请中通过对多燃料电池系统热电联的多级利用，按燃料电池系统联供数量进行精确的分层控制和温度梯度加热控制，合理调节燃料电池余热加热功率，根据需求变化，及时匹配变化的热水供应需求，具有很好的经济实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明实施例中一种多燃料电池系统热电联供热管理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中的多燃料电池系统热电联供热管理控制方法原理图；

图3为本发明实施例中三燃料电池系统热电联供热管理控制方法原理图；

图4为本发明实施例中多燃料电池系统集成式水热管理的系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参见图1所示本发明实施例中一种多燃料电池系统热电联供热管理系统的结构示意图，包括第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组、第三水箱和第四水箱，第一热循环组通过五通阀连接第二热循环组，第二热循环组通过四通阀连接第三热循环组，第三热循环组通过三通阀连接第三水箱，第三水箱和第四水箱之间依次设有第三水泵和加热器，第三水泵和加热器之间通过多通阀连接且多通阀一端设有排水管，加热器和第四水箱之间通过多通阀连接且多通阀一端转接第三水泵入口端；

其中第一热循环组包括第一氢燃料电池发动机组、第一换热器和供水水箱，第一氢燃料电池发动机组和第一换热器通过管道相连并形成闭环循环管路，此外还设有五通阀，第一换热器通过第一水泵连接供水水箱并接入五通阀，五通阀一个进出口接入第一水泵入口端并与第一换热器形成闭合循环回路；

第二热循环组包括第二氢燃料发动机组、第二换热器和第一水箱，第一水箱和第二换热器之间设有第二水泵，第一水箱、第二水泵、第二换热器和四通阀依次连接形成闭环回路，第二氢燃料发动机组和第二换热器通过管道相连并形成闭环循环回路；

第三热循环组包括第三氢燃料发动机组、第三换热器和第二水箱，第二水箱和第三换热器之间设有第三水泵，第二水箱、第三水泵、第三换热器和三通阀依次连接形成闭环回路，第二氢燃料发动机组和第二换热器通过管道相连并形成闭环循环回路；

五通阀分别连接第一水箱、第二水箱和第三水箱，四通阀分别连接第一水箱、第二水箱和第三水箱。

多通阀为一进多出阀门装置。

第一氢燃料电池发动机组、第二氢燃料电池发动机组和第三氢燃料电池发动机组为相同功率型号的氢燃料电池发动机系统。

第一氢燃料电池发动机组、第二氢燃料电池发动机组和第三氢燃料电池发动机组为不同功率型号氢燃料电池发动机系统或不同类型燃料电池发电系统。

第一换热器、第二换热器和第三换热器为间壁式换热器或蓄热式换热器中的一种和两种组合。

加热器和第四水箱之间通过三通阀连接，该三通阀一端转接第三水泵入口端并形成闭环回路。

第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四三水箱为隔热保温水箱，第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四三水箱之间均通过保温隔热管道相连。第三水箱和供水水箱通过散热装置相连，当不需要热水且第三水箱溢满时，将第三水箱中的水通过散热装置冷却并回流至供水水箱，循环利用，此时装置相当于冷却散热系统发挥作用。

参见图2所示为本发明实施例中的多燃料电池系统热电联供热管理控制方法原理图，一种多燃料电池系统热电联供热管理系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一，根据热水加热阶梯温差和当前用户端的热水需求量，计算热循环组的加热流量，确定为L=ηP/ρCΔT，其中L为对应热循环组的循环加热流量，η为加热效率系数，P为对应热循环组的加热功率，ρ为水的密度，C为水的比热容，ΔT为水温温差；

步骤二，判断循环加热模式，如果当前为一般供热需求，则进入步骤三进行加热供热循环；如果如果当前为超常供热需求，则进入步骤三进行加热供热循环；

步骤三，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组启动，供水水箱放水进入第一热循环组进行加热，第一换热器将进入的常温水加热至预定温度后，控制五通阀进出口将水供入第一水箱；第二换热器继续将热水加热至预定温度后，控制四通阀进出口将水供入第二水箱；最后，第三换热器将热水加热至用户需求的温度，控制三通阀进出口将水送入第三水箱存储，启动第三水泵将第三水箱中的热水泵送用户使用，系统根据需求实时动态平衡用水量和第三换热器储水量；

步骤四，当用户热水需求提升，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组达到供热功率上限，进入辅助供热模式，启动加热器，第三水泵将第三水箱存储热水分别泵送用户端和加热器，经过加热器循环加热至预定温度后，将送至第四水箱储存并供用户调度使用，系统根据需求实时动态平衡用水量和第三水箱、第四水箱储水量。

参见如图3所示为本发明实施例中三燃料电池系统热电联供热管理控制方法原理图，当需要提供100℃热水时，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组的循环加热流量进行如下调度：

设置各个循环管路的循环流量，L₁₁=ηP₁/ρCΔT₁₁，L₁₂=ηP₁/ρCΔT₁₂，L₁₃=ηP₁/ρCΔT₁₃，其中L₁₁为第一热循环组进入第二热循环组的水流量，L₁₂为第一热循环组进入第三热循环组的水流量，L₁₃为第一热循环组进入第三水箱的水流量，ΔT₁₁为第一热循环组和第二热循环组的水温温差，ΔT₁₂为第一热循环组和第三热循环组的水温温差，ΔT₁₃为第一热循环组和第三水箱的水温温差，P₁为第一热循环组的循环加热功率。

L₂₁=ηP₂/ρCΔT₂₁，L₂₂=ηP₂/ρCΔT₂₂，L₂₁为第二热循环组进入第三热循环组的水流量，L₂₂为第二热循环组进入第三水箱的水流量，ΔT₂₁为第二热循环组和第三热循环组的水温温差，ΔT₂₂为第二热循环组和第三水箱的水温温差；

L₃=ηP₃/ρCΔT₃，L₃为第三热循环组进入第三水箱的水流量，ΔT₃为第三热循环组和第三水箱的水温温差；本实施例中按照二十度阶梯升温幅度进行梯度加热，自来水供水温度为20摄氏度，每一个热循环组依次升温20摄氏度，即ΔT₁₁=ΔT₂₁=20℃，ΔT₃₁=20℃，ΔT₃₁为第三热循环组和第三水箱的水温温差。当仅有第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组三个热循环组时，T₃=T₃₁=20℃。

第一热循环组，控制五通阀先执行L₁₁=ηP₁/ρC（40-20），第二热循环组，控制四通阀执行L₂₁=ηP₂/ρC（60-40），且L₁₁＞2×L₂₁，第三热循环组，控制三通阀执行L₃=ηP₃/ρC（80-60），且L₂₁＞2×L₃；

当第二热循环组执行完L₂₁时，且第一保温水罐容量大于要求阈值时，第一热循环组再执行L₁₂=ηP₁/ρC（60-20）；

当第三热循环组执行完L₃时，且第二保温水罐容量大于要求阈值时，第二热循环组执行L₂₂=ηP₁/ρC（80-40）；

当第一热循环组执行完L₁₂时，第二保温水罐容量大于要求阈值，且第一保温水罐容量大于要求阈值时，第一热循环组执行L₁₃=ηP₁/ρC（80-20）。第一保温水罐、第二保温水罐、第三保温水罐等等的容量要求阈值根据需求和经验预先设定。本实施例要求阈值设定为额定容量的90%。

根据类推原则，当增加热循环组时，循环加热流量进行如下调度：

L₁₁=ηP₁/ρCΔT₁₁，L₁₂=ηP₁/ρCΔT₁₂，L₁₃=ηP₁/ρCΔT₁₃，其中L₁₁为第一热循环组进入第二热循环组的水流量，L₁₂为第一热循环组进入第三热循环组的水流量，L₁₃为第一热循环组进入第三水箱的水流量，ΔT₁₁为第一热循环组和第二热循环组的水温温差，ΔT₁₂为第一热循环组和第三热循环组的水温温差，ΔT₁₃为第一热循环组和第三水箱的水温温差，P₁第一热循环组的循环加热功率；

L₂₁=ηP₂/ρCΔT₂₁，L₂₂=ηP₂/ρCΔT₂₂，L₂₁为第二热循环组进入第三热循环组的水流量，L₂₂为第二热循环组进入第三水箱的水流量，P₂第二热循环组的循环加热功率；

L₃₁=ηP₃/ρCΔT₃₁，L₃₂=ηP₃/ρCΔT₃₂，L₃₁为第三热循环组进入第三水箱的水流量，L₃₂为第三热循环组进入第四水热循环组的水流量（如果设有第四循环组），ΔT₃₁为第三热循环组和第三水箱的水温温差，ΔT₃₂为第三热循环组和第四水热循环组的水温温差（如果设有第四热循环组），P₃第三热循环组的循环加热功率；

依次类推，L_n1=ηP_n/ρCΔT_n1，L_n2=ηP_n/ρCΔT_n2，L_n1为第n热循环组进入第n+1热循环组的水流量，L_n2为第n热循环组进入第n+2热循环组的水流量。多燃料电池系统热电联供热管理系统依次类推，知道全部流量管路分配完毕。

第一热循环组，控制五通阀1、2位开先执行L₁₁=ηP₁/ρC（40-20），第二热循环组，控制四通阀1、2位开，执行L₂₁=ηP₂/ρC（60-40），且L₁₁＞2×L₂₁，第三热循环组，控制三通阀1、2位开执行L₃₁=ηP₃₁/ρC（80-60），且L₂₁＞2×L₃₁；

当第二热循环组执行完L₂₁时，且第一保温水罐容量大于要求阈值时，第一热循环组再执行L₁₂=ηP₁/ρC（60-20）；

当第三热循环组执行完L₃₁时，且第二保温水罐容量大于要求阈值时，第二热循环组执行L₂₂=ηP₁/ρC（80-40）；

当第一热循环组执行完L₁₂时，第二保温水罐容量大于要求阈值，且第一保温水罐容量大于要求阈值时，第一热循环组执行L₁₃=ηP₁/ρC（80-20）。

参见图4所示为本发明实施例中多燃料电池系统集成式水热管理的系统结构示意图，本实施例中，将多燃料电池系统结成为一个热源模块即氢燃料电池系统组，通过管网集成设计和循环结构设计合理分配散热循环，通过第一换热器、第二换热器、第三换热器不同流量组合换热，实现循环水温度的控制和调节。其中第二换热器与氢燃料电池系统组串接，第一换热器和第三换热器分别通过四通阀接入氢燃料电池系统组与第二换热器的水循环管路中。

本申请通过热量分步加热和多级利用可以提高燃料电池系统的能量利用率，提高多燃料电池系统的经济性，动态平衡和动态加热，合理调节燃料电池余热加热功率，匹配热水供应量的实时变化。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：包括第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组、第三水箱和第四水箱，第一热循环组通过五通阀连接第二热循环组，第二热循环组通过四通阀连接第三热循环组，第三热循环组通过三通阀连接第三水箱，第三水箱和第四水箱之间依次设有第三水泵和加热器，第三水泵和加热器之间通过多通阀连接且多通阀一端设有排水管，加热器和第四水箱之间通过多通阀连接且多通阀一端转接第三水泵入口端；

其中第一热循环组包括第一氢燃料电池发动机组、第一换热器和供水水箱，第一氢燃料电池发动机组和第一换热器通过管道相连并形成闭环循环管路，此外还设有五通阀，第一换热器通过第一水泵连接供水水箱并接入五通阀，五通阀一个进出口接入第一水泵入口端并与第一换热器形成闭合循环回路；

第二热循环组包括第二氢燃料发动机组、第二换热器和第一水箱，第一水箱和第二换热器之间设有第二水泵，第一水箱、第二水泵、第二换热器和四通阀依次连接形成闭环回路，第二氢燃料发动机组和第二换热器通过管道相连并形成闭环循环回路；

第三热循环组包括第三氢燃料发动机组、第三换热器和第二水箱，第二水箱和第三换热器之间设有第三水泵，第二水箱、第三水泵、第三换热器和三通阀依次连接形成闭环回路，第三氢燃料发动机组和第三换热器通过管道相连并形成闭环循环回路；

五通阀分别连接第一水箱、第二水箱和第三水箱，四通阀分别连接第一水箱、第二水箱和第三水箱；

一种多燃料电池系统热电联供热管理系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一，根据热水加热阶梯温差和当前用户端的热水需求量，计算热循环组的加热流量，确定为L=ηP/ρCΔT，其中L为对应热循环组的循环加热流量，η为加热效率系数，P为对应热循环组的加热功率，ρ为水的密度，C为水的比热容，ΔT为水温温差；

步骤二，判断循环加热模式，如果当前为一般供热需求，则进入步骤三进行加热供热循环；如果当前为超常供热需求，则进入步骤三进行加热供热循环；

步骤三，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组启动，供水水箱放水进入第一热循环组进行加热，第一换热器将进入的常温水加热至预定温度后，控制五通阀进出口将水供入第一水箱；第二换热器继续将热水加热至预定温度后，控制四通阀进出口将水供入第二水箱；最后，第三换热器将热水加热至用户需求的温度，控制三通阀进出口将水送入第三水箱存储，启动第三水泵将第三水箱中的热水泵送用户使用，系统根据需求实时动态平衡用水量和第三换热器储水量；

步骤四，当用户热水需求提升，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组达到供热功率上限，进入辅助供热模式，启动加热器，第三水泵将第三水箱存储热水分别泵送用户端和加热器，经过加热器循环加热至预定温度后，将送至第四水箱储存并供用户调度使用，系统根据需求实时动态平衡用水量和第三水箱、第四水箱储水量。

2.根据权利要求1所述的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：所述多通阀为一进多出阀门装置。

3.根据权利要求1所述的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：所述第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四三水箱为隔热保温水箱。

4.根据权利要求1所述的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：所述第一氢燃料电池发动机组、第二氢燃料电池发动机组和第三氢燃料电池发动机组为相同功率型号的氢燃料电池发动机系统。

5.根据权利要求1所述的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：所述第一氢燃料电池发动机组、第二氢燃料电池发动机组和第三氢燃料电池发动机组为不同功率型号氢燃料电池发动机系统或不同类型燃料电池发电系统。

6.根据权利要求1所述的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：所述第一换热器、第二换热器和第三换热器为间壁式换热器或蓄热式换热器中的一种和两种组合。

7.根据权利要求1所述的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：所述加热器和第四水箱之间通过三通阀连接，该三通阀一端转接第三水泵入口端并形成闭环回路。

8.根据权利要求1所述的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：所述第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四水箱之间均通过保温隔热管道相连，第三水箱和供水水箱通过散热装置相连。

9.根据权利要求1所述的一种多燃料电池系统热电联供热管理系统，其特征在于：当需要提供100℃热水时，第一热循环组、第二热循环组、第三热循环组的循环加热流量进行如下调度：

L₁₁=ηP₁/ρCΔT₁₁，L₁₂=ηP₁/ρCΔT₁₂，L₁₃=ηP₁/ρCΔT₁₃，其中L₁₁为第一热循环组进入第二热循环组的水流量，L₁₂为第一热循环组进入第三热循环组的水流量，L₁₃为第一热循环组进入第三水箱的水流量，ΔT₁₁为第一热循环组和第二热循环组的水温温差，ΔT₁₂为第一热循环组和第三热循环组的水温温差，ΔT₁₃为第一热循环组和第三水箱的水温温差，P₁第一热循环组的循环加热功率；

L₂₁=ηP₂/ρCΔT₂₁，L₂₂=ηP₂/ρCΔT₂₂，L₂₁为第二热循环组进入第三热循环组的水流量，L₂₂为第二热循环组进入第三水箱的水流量，ΔT₂₁为第二热循环组和第三热循环组的水温温差，ΔT₂₂为第二热循环组和第三水箱的水温温差，P₂第二热循环组的循环加热功率；

L₃₁=ηP₃/ρCΔT₃₁，L₃₂=ηP₃/ρCΔT₃₂，L₃₁为第三热循环组进入第三水箱的水流量，L₃₂为第三热循环组进入第四水热循环组的水流量，ΔT₃₁为第三热循环组和第三水箱的水温温差，ΔT₃₂为第三热循环组和第四水热循环组的水温温差，P3第三热循环组的循环加热功率；

第一热循环组，控制五通阀先执行L₁₁=ηP₁/ρC（40-20），第二热循环组，控制四通阀执行L₂₁=ηP₂/ρC（60-40），且L₁₁＞2×L₂₁，第三热循环组，控制三通阀执行L₃=ηP₃/ρC（80-60），且L₂₁＞2×L₃；

当第二热循环组执行完L₂₁时，且第一保温水罐容量大于要求阈值时，第一热循环组再执行L₁₂=ηP₁/ρC（60-20）；

当第三热循环组执行完L₃时，且第二保温水罐容量大于要求阈值时，第二热循环组执行L₂₂=ηP₁/ρC（80-40）；

当第一热循环组执行完L₁₂时，第二保温水罐容量大于要求阈值时，且第一保温水罐容量大于要求阈值时，第一热循环组执行L₁₃=ηP₁/ρC（80-20）。