CN116960920B - 一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统及方法，涉及混合发电技术领域，包括：风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、直流母线、负载模块和电网；风力发电模块，用于通过风能发电，输出交流电；光伏发电模块，用于通过光能发电，输出直流电；当直流母线的电压高于预设电压时，风力发电模块、光伏发电模块和储能及输出模块储存电能以吸收多余电量；反之，释放电能以维持直流母线上电压的稳定，提高能源的利用效率，减少不可再生能源的消耗，实现了平缓接入电网，提高混合发电的稳定性，降低因电网故障或者因风能与太阳随机性和间歇性的特点，避免造成电网负荷不平衡甚至电力系统瘫痪。
Description
技术领域
本发明涉及混合发电技术领域，更具体的说是涉及一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统及方法。
背景技术
为了进一步提升清洁能源比重，势必将大幅增加太阳能、风电的发电比例，然而受限于电源、电网、负荷等因素的影响，风、光电等可再生能源消纳问题一直是发展可再生能源的重要任务，目前弃风、弃光的形势依然严峻。燃料电池通过氢气和氧气的电化学反应，将燃料的化学能直接转化为电能，反应产物为水，是清洁、高效、环保的第四代发电技术。
可再生能源与传统发电机组存在很大差异，主要在于可再生能源的功率输出是一个不确定量；其中，风能与太阳具有随机性和间歇性的特点，若直接并网则会造成电网负荷不平衡，甚至会造成电力系统瘫痪，无法继续提供供电。伴随着可再生能源发展的日益壮大，可再生能源并网对电网的冲击也越来越大，可再生能源的波动性及难以预测性导致其并网非常困难。
因此，提出一种充分利用弃风、弃光能源，联合燃料电池，形成一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统及方法，提高能源的利用效率，减少不可再生能源的消耗，同时更平缓的接入电网，提高混合发电的稳定性是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统及方法，解决弃风、弃光问题，同时为终端负载提供多种稳定的发电形式的电力，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，包括：风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、直流母线、负载模块和电网，所述风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、负载模块和电网均与直流母线分别连接；
所述风力发电模块，用于通过风能发电，输出交流电，当直流母线上的电压高于预设电压时，将电能转化为液压能进行储存，当直流母线上的电压低于预设电压时，将液压能转化机械能以控制风力发电模块输出电能维持直流母线上电压的稳定；
所述光伏发电模块，用于通过光能发电，输出直流电；
所述储能及输出模块，用于当直流母线上的电压高于预设电压时，储存电能以吸收多余电量；用于当直流母线上的电压低于预设电压时，释放电能以维持直流母线上电压的稳定。
可选的，所述风力发电模块包括依次连接的风机、液压传动模块、液压储能模块和AC/DC整流器，所述AC/DC整流器与直流母线连接，所述风机产生的电能一部分通过AC/DC整流器向直流母线供电，另一部分通过液压传动模块和液压储能模块配合将电能存储为液压能。
可选的，所述光伏发电模块包括依次连接的光伏板、光伏储能模块和第一DC/DC变换器，所述光伏板产生的电能一部分通过第一DC/DC变换器向直流母线供电，另一部分存储在光伏储能模块中。
可选的，所述储能及输出模块包括第二DC/DC变换器、存储子单元、电解池、燃料电池、双向DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器一端与直流母线连接，另一端与多个存储子单元和电解池连接，所述燃料电池一端与电解池连接，另一端与存储子单元连接，所述存储子单元与所述双向DC/DC变换器连接，所述双向DC/DC变换器与直流母线连接。
可选的，当负载模块有需求时，所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力向直流母线供电，向负载模块供电；所述风力发电模块当检测到直流母线电压高于预设电压值时，通过液压传动模块和液压储能模块配合将产生的富余电能存储为液压能；所述光伏发电模块当检测到直流母线电压高于预设电压值时，通过光伏储能模块将产生的富余电能存储为化学能；当负载模块、所述光伏发电模块和风力发电模块无法完全消纳所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力时，富余的电力首先通过所述第二DC/DC变换器以电的形式储存在存储子单元内，所述存储子单元为锂电池模组，其次通过第二DC/DC变换器为所述电解池供电，通过电解水，将电力转化为化学能为燃料电池提供原料。
可选的，所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力不足以提供负载模块的需求时，所述光伏储能模块将化学能转化为电能，通过第一DC/DC变换器和直流母线向负载模块供电；存储子单元通过双向DC/DC变换器和直流母线向负载模块供电；所述液压储能模块将存储的液压能转化为液压传动模块运行的机械能产生电力通过AC/DC整流器和直流母线向负载模块供电；所述燃料电池中发生电化学反应，产生电力存在至存储子单元中，通过双向DC/DC变换器和直流母线向负载模块供电；当负载模块需求达到高峰时，缺口部分通过所述电网提供电负荷。
可选的，所述AC/DC整流器为单向功率流高频整流器；所述第一DC/DC变换器为单向功率流直流变换器；所述双向DC/DC变换器为双向功率流高频直流变换器。
可选的，所述燃料电池为质子交换膜燃料电池，所述质子交换膜燃料电池产生的水作为电解池的原料，不足部分再由外界提供，所述电解池产生的氧气、氢气作为质子交换膜燃料电池的原料，不足部分再由外界提供。
可选的，所述负载模块包括直流负载和交流负载，所述直流负载通过直流变换器与直流母线连接，所述交流负载通过逆变器与直流母线连接。
可选的，一种风、光、燃料电池多能互补混合发电方法，其特征在于，包括：风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、直流母线、负载模块和电网，所述风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、负载模块和电网均与直流母线分别连接；
所述风力发电模块，用于通过风能发电，输出交流电；
所述光伏发电模块，用于通过光能发电，输出直流电；
获取直流母线的电压；当直流母线的电压高于预设电压时，风力发电模块、光伏发电模块和储能及输出模块储存电能以吸收多余电量；当直流母线的电压低于预设电压时，风力发电模块、光伏发电模块和储能及输出模块释放电能以维持直流母线上电压的稳定。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统及方法，具有如下有益效果：
本发明包括风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、直流母线、负载模块和电网，所述风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、负载模块和电网均与直流母线分别连接；形成一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统及方法，提高能源的利用效率，减少不可再生能源的消耗。
本发明公开了所述风力发电模块，用于通过风能发电，输出交流电，当直流母线上的电压高于预设电压时，将电能转化为液压能进行储存，当直流母线上的电压低于预设电压时，将液压能转化机械能以控制风力发电模块输出电能维持直流母线上电压的稳定；所述光伏发电模块，用于通过光能发电，输出直流电；所述储能及输出模块，用于当直流母线上的电压高于预设电压时，储存电能以吸收多余电量；用于当直流母线上的电压低于预设电压时，释放电能以维持直流母线上电压的稳定，实现了平缓的接入电网，提高混合发电的稳定性，降低因电网故障或者因风能与太阳随机性和间歇性的特点，避免造成电网负荷不平衡甚至电力系统瘫痪。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的结构示意图。
其中，1-风机，2-液压传动模块，3-液压储能模块，4-AC/DC整流器，5-直流母线，6-光伏板，7-光伏储能模块，8-第一DC/DC变换器，9-第二DC/DC变换器，10-存储子单元，11-电解池，12-燃料电池，13-双向DC/DC变换器，14-直流变换器，15-直流负载，16-逆变器，17-交流负载，18-电网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，包括：风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、直流母线5、负载模块和电网，所述风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、负载模块和电网均与直流母线5分别连接；
所述风力发电模块，用于通过风能发电，输出交流电，当直流母线5上的电压高于预设电压时，将电能转化为液压能进行储存，当直流母线5上的电压低于预设电压时，将液压能转化机械能以控制风力发电模块输出电能维持直流母线5上电压的稳定；
所述光伏发电模块，用于通过光能发电，输出直流电；
所述储能及输出模块，用于当直流母线5上的电压高于预设电压时，储存电能以吸收多余电量；用于当直流母线5上的电压低于预设电压时，释放电能以维持直流母线5上电压的稳定。
进一步的，所述风力发电模块包括依次连接的风机1、液压传动模块2、液压储能模块3和AC/DC整流器4，所述AC/DC整流器4与直流母线5连接，所述风机1产生的电能一部分通过AC/DC整流器4向直流母线5供电，另一部分通过液压传动模块2和液压储能模块3配合将电能存储为液压能。
进一步的，所述光伏发电模块包括依次连接的光伏板6、光伏储能模块7和第一DC/DC变换器8，所述光伏板6产生的电能一部分通过第一DC/DC变换器8向直流母线5供电，另一部分存储在光伏储能模块7中。
进一步的，所述储能及输出模块包括第二DC/DC变换器9、存储子单元10、电解池11、燃料电池12、双向DC/DC变换器13，所述第二DC/DC变换器9一端与直流母线5连接，另一端与多个存储子单元10和电解池11连接，所述燃料电池12一端与电解池11连接，另一端与存储子单元10连接，所述存储子单元10与所述双向DC/DC变换器13连接，所述双向DC/DC变换器13与直流母线5连接。
在具体实施中，为匹配电网负荷与需求，需加入储能装置维持电力的稳定性，即当发电量过多时将多余的电能储存起来，而发电量不足时，储能装置能及时提供负荷需求。本发明采用混合储能装置，拟解决风能和光能输出功率的随机性和间歇性，创新性地提出了一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，实现风、光、燃料电池多能互补混合发电并维持电力的稳定性。
进一步的，当负载模块有需求时，所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力向直流母线5供电，向负载模块供电；所述风力发电模块当检测到直流母线5电压高于预设电压值时，通过液压传动模块2和液压储能模块3配合将产生的富余电能存储为液压能；所述光伏发电模块当检测到直流母线5电压高于预设电压值时，通过光伏储能模块7将产生的富余电能存储为化学能；当负载模块、所述光伏发电模块和风力发电模块无法完全消纳所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力时，富余的电力首先通过所述第二DC/DC变换器9以电的形式储存在存储子单元10内，所述存储子单元10为锂电池模组，其次通过第二DC/DC变换器9为所述电解池11供电，通过电解水，将电力转化为化学能为燃料电池12提供原料。
进一步的，所述液压传动模块包括变量马达和泵-马达，当直流母线5电压跌落时，首先控制变量马达摆角，采集泵-马达的转速，根据液压传动模块中高压管路的流量以及直流母线的电压，输出控制信号，实现对变量马达摆角控制，增大变量马达的排量，使液压系统的高压压力迅速降低，从而增大定量泵的转速，以此将液压储能模块中的能量转化为风轮的动能；输出电能至直流母线5；首先采集风速、风机1转速、发电机转速以及发电机输出功率和直流母线5电压，输出控制信号，控制泵-马达的摆角，使泵-马达处于马达工况，将液压储能模块3中存储的液压能释放出来，使发电机有功功率以至少10％额定功率/秒的功率变化率注入直流母线5，支撑直流母线5恢复至预设电压。
当风机1存储能量达到设定值时，控制泵-马达处于泵工况，首先采集风速、风机1转速和发电机转速，采集发电机输出功率和直流母线5电压；输出控制信号，控制泵-马达的摆角，使泵-马达处于泵工况，将电压穿越过程中系统剩余能量以液压能的形式通过液压储能模块3存储起来。
当直流母线5电压超过预设值时，控制泵-马达处于泵工况，首先采集风速、风机1转速和发电机转速，采集发电机输出功率和直流母线电压；输出控制信号，控制泵-马达的摆角，使泵-马达处于泵工况，将电压穿越过程中系统剩余能量以液压能的形式通过液压储能模块3存储起来。
进一步的，所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力不足以满足负载模块的需求时，所述光伏储能模块7将化学能转化为电能，通过第一DC/DC变换器8和直流母线5向负载模块供电；存储子单元10通过双向DC/DC变换器13和直流母线5向负载模块供电；所述液压储能模块3将存储的液压能转化为液压传动模块2运行的机械能产生电力通过AC/DC整流器4和直流母线5向负载模块供电；所述燃料电池12中发生电化学反应，产生电力存储至存储子单元10中，通过双向DC/DC变换器13和直流母线5向负载模块供电；当负载模块需求达到高峰时，缺口部分通过所述电网18提供电负荷。
进一步的，所述AC/DC整流器4为单向功率流高频整流器；所述第一DC/DC变换器为单向功率流直流变换器；所述双向DC/DC变换器13为双向功率流高频直流变换器。
进一步的，所述燃料电池12为质子交换膜燃料电池，所述质子交换膜燃料电池产生的水作为电解池11的原料，不足部分再由外界提供，所述电解池11产生的氧气、氢气作为质子交换膜燃料电池的原料，不足部分再由外界提供。
进一步的，所述负载模块包括直流负载15和交流负载17，所述直流负载15通过直流变换器14与直流母线5连接，所述交流负载17通过逆变器16与直流母线5连接。
在具体实施方式中，所述风力发电模块包括依次连接的风机1、液压传动模块2、液压储能模块3和AC/DC整流器4，所述AC/DC整流器4与直流母线5连接，所述直流母线5电压高于预设值时，所述风机1产生的电能一部分通过AC/DC整流器4向直流母线5供电，另一部分通过液压传动模块2和液压储能模块3配合将电能存储为液压能；所述直流母线5电压低于预设值时，所述风机1产生的电能通过AC/DC整流器4向直流母线5供电，所述液压储能模块3将存储的液压能转化为液压传动模块2运行的机械能产生电力通过AC/DC整流器4和直流母线5向负载模块供电。
风电机组输出功率表达式为：
式中：ρ是空气密度；S为叶片的旋转面积；v(t)为t时段的风速；Cp为风能利用系数。
通过分段函数来简化式的风电机组输出表达式，其输出功率与风速的三次方成正比：
式中：pr为风电机组的额定输出功率；vc、vd分别为风电机组的切入、切出风速，vr为额定风速。
在具体实施方式中，所述光伏发电模块包括依次连接的光伏板6、光伏储能模块7和第一DC/DC变换器8，所述直流母线5电压高于预设值时，所述光伏板6产生的电能一部分通过第一DC/DC变换器8向直流母线5供电，另一部分存储在光伏储能模块7中；所述直流母线5电压低于预设值时，所述风机1产生的电能通过AC/DC整流器4向直流母线5供电，所述光伏储能模块7将化学能转化为电能，通过第一DC/DC变换器8和直流母线5向负载模块供电。
光伏发电系统主要依靠光伏电池、光伏组件和整流逆变器等，将光能转化为电能。光伏出力主要受光伏电池温度和光照强度的影响，其输出模型为：
式中，kpv为光伏装置的降额因数，用于考虑光伏板污渍、老化等因素引起的损耗，该值取0.9；Ppv-rated是在标准测试条件(光照强度为1KW/m2，温度为25℃且无风环境)下光伏阵列的额定输出功率；Gs为标准测试条件下的光照强度，该值为1KW/m2；Gt为光伏阵列斜面上的总光照强度；αpv为功率温度系数，可取值-0.0047；Tcell、Tcell-STC分别为光伏阵列的表面温度、标准测试条件的温度(25℃)。
在具体实施方式中，所述储能及输出模块包括第二DC/DC变换器9、存储子单元10、电解池11、燃料电池12、双向DC/DC变换器13，所述第二DC/DC变换器9一端与直流母线5连接，另一端与多个存储子单元10和电解池11连接，所述燃料电池12一端与电解池11连接，另一端与双向DC/DC变换器13连接，所述存储子单元10与所述双向DC/DC变换器13连接，所述双向DC/DC变换器13与直流母线5连接。所述直流母线5电压高于预设值时，富余的电力首先通过所述第二DC/DC变换器9以电的形式储存在存储子单元10内，所述存储子单元10为锂电池模组，其次通过第二DC/DC变换器9为所述电解池11供电，通过电解水，将电力转化为化学能为燃料电池12提供原料；所述直流母线5电压低于预设值时，所述光伏发电模块产生的电力向直流母线5供电，所述负载模块供电存储子单元10通过双向DC/DC变换器13和直流母线5向负载模块供电；所述燃料电池12中发生电化学反应，产生电力存储至存储子单元10中，通过双向DC/DC变换器13和直流母线5向负载模块供电。
在具体实施方式中，所述储能装置包括光伏储能模块7和存储子单元10，采用智能充放电策略，包括
所述储能装置的充电和放电中的荷电状态Soc和放电深度Dod的表达式分别为：
式中，Sbat(t)表示t时刻储能装置中的剩余电量；SE表示储能装置容量。
为了保证储能设备技术经济性，防止储能装置过度充放电引起设备早衰，对储能装置的充放电功率进行约束。式中分别为储能装置的放电功率、充电功率约束和储能装置容量的运行约束。
式中：Pc(t)、Pd(t)是充电功率和放电功率；为最大充放电功率；Soc(t)为储能装置的荷电状态；SocMAX、SocMIN分别为储能装置的荷电状态上、下限值；ηc、ηd分别是储能装置的充、放电效率；SE为储能装置容量。
在具体实施方式中，当负载模块需求达到高峰时，缺口部分通过所述电网18提供电负荷。
进一步的，一种风、光、燃料电池多能互补混合发电方法，包括：
风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、直流母线5、负载模块和电网，所述风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、负载模块和电网均与直流母线5分别连接；
所述风力发电模块，用于通过风能发电，输出交流电；
所述光伏发电模块，用于通过光能发电，输出直流电；
获取直流母线5的电压；当直流母线5的电压高于预设电压时，风力发电模块、光伏发电模块和储能及输出模块储存电能以吸收多余电量；当直流母线5的电压低于预设电压时，风力发电模块、光伏发电模块和储能及输出模块释放电能以维持直流母线5上电压的稳定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，其特征在于，包括：风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、直流母线(5)、负载模块和电网，所述风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、负载模块和电网均与直流母线(5)分别连接；
所述风力发电模块，用于通过风能发电，输出交流电，当直流母线(5)上的电压高于预设电压时，将电能转化为液压能进行储存，当直流母线(5)上的电压低于预设电压时，将液压能转化机械能以控制风力发电模块输出电能维持直流母线(5)上电压的稳定；
所述光伏发电模块，用于通过光能发电，输出直流电；
所述储能及输出模块，用于当直流母线(5)上的电压高于预设电压时，储存电能以吸收多余电量；用于当直流母线(5)上的电压低于预设电压时，释放电能以维持直流母线(5)上电压的稳定；
当负载模块有需求时，所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力向直流母线(5)供电，向负载模块供电；所述风力发电模块当检测到直流母线(5)电压高于预设电压值时，通过液压传动模块(2)和液压储能模块(3)配合将产生的富余电能存储为液压能；所述光伏发电模块当检测到直流母线(5)电压高于预设电压值时，通过光伏储能模块(7)将产生的富余电能存储为化学能；当负载模块、所述光伏发电模块和风力发电模块无法完全消纳所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力时，富余的电力首先通过第二DC/DC变换器(9)以电的形式储存在存储子单元(10)内，所述存储子单元(10)为锂电池模组，其次通过第二DC/DC变换器(9)为电解池(11)供电，通过电解水，将电力转化为化学能为燃料电池(12)提供原料；
所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力不足以提供负载模块的需求时，所述光伏储能模块(7)将化学能转化为电能，通过第一DC/DC变换器(8)和直流母线(5)向负载模块供电；存储子单元(10)通过双向DC/DC变换器(13)和直流母线(5)向负载模块供电；所述液压储能模块(3)将存储的液压能转化为液压传动模块(2)运行的机械能产生电力通过AC/DC整流器(4)和直流母线(5)向负载模块供电；所述燃料电池(12)中发生电化学反应，产生电力存储至存储子单元(10)，通过双向DC/DC变换器(13)和直流母线(5)向负载模块供电；当负载模块需求达到高峰时，缺口部分通过所述电网(18)提供电负荷；
风电机组输出功率表达式为：
式中：ρ是空气密度；S为叶片的旋转面积；v(t)为t时段的风速；Cp为风能利用系数；通过分段函数来简化式的风电机组输出表达式，其输出功率与风速的三次方成正比：
式中：pr为风电机组的额定输出功率；vc、vd分别为风电机组的切入、切出风速，vr为额定风速；
光伏出力受光伏电池温度和光照强度的影响，其输出模型为：
式中，kpv为光伏装置的降额因数，该值取0.9；Ppv-rated是在标准测试条件下光伏阵列的额定输出功率；Gs为标准测试条件下的光照强度，该值为1KW/m2；Gt为光伏阵列斜面上的总光照强度；αpv为功率温度系数，取值-0.0047；Tcell、Tcell-STC分别为光伏阵列的表面温度、标准测试条件的温度；
所述储能装置的充电和放电中的荷电状态Soc和放电深度Dod的表达式分别为：
式中，Sbat(t)表示t时刻储能装置中的剩余电量；SE表示储能装置容量。
2.根据权利要求1所述的一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，其特征在于，所述风力发电模块包括依次连接的风机(1)、液压传动模块(2)、液压储能模块(3)和AC/DC整流器(4)，所述AC/DC整流器(4)与直流母线(5)连接，所述风机(1)产生的电能一部分通过AC/DC整流器(4)向直流母线(5)供电，另一部分通过液压传动模块(2)和液压储能模块(3)配合将电能存储为液压能。
3.根据权利要求1所述的一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，其特征在于，所述光伏发电模块包括依次连接的光伏板(6)、光伏储能模块(7)和第一DC/DC变换器(8)，所述光伏板(6)产生的电能一部分通过第一DC/DC变换器(8)向直流母线(5)供电，另一部分存储在光伏储能模块(7)中。
4.根据权利要求1所述的一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，其特征在于，所述储能及输出模块包括第二DC/DC变换器(9)、存储子单元(10)、电解池(11)、燃料电池(12)、双向DC/DC变换器(13)，所述第二DC/DC变换器(9)一端与直流母线(5)连接，另一端与多个存储子单元(10)和电解池(11)连接，所述燃料电池(12)一端与电解池(11)连接，另一端与存储子单元(10)连接，所述存储子单元(10)与所述双向DC/DC变换器(13)连接，所述双向DC/DC变换器(13)与直流母线(5)连接。
5.根据权利要求1所述的一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，其特征在于，所述AC/DC整流器(4)为单向功率流高频整流器；所述第一DC/DC变换器为单向功率流直流变换器；所述双向DC/DC变换器(13)为双向功率流高频直流变换器。
6.根据权利要求5所述的一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，其特征在于，所述燃料电池(12)为质子交换膜燃料电池，所述质子交换膜燃料电池产生的水作为电解池(11)的原料，不足部分再由外界提供，所述电解池(11)产生的氧气、氢气作为质子交换膜燃料电池的原料，不足部分再由外界提供。
7.根据权利要求1所述的一种风、光、燃料电池多能互补混合发电系统，其特征在于，所述负载模块包括直流负载(15)和交流负载(17)，所述直流负载(15)通过直流变换器(14)与直流母线(5)连接，所述交流负载(17)通过逆变器(16)与直流母线(5)连接。
8.一种风、光、燃料电池多能互补混合发电方法，其特征在于，包括：风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、直流母线(5)、负载模块和电网，所述风力发电模块、光伏发电模块、储能及输出模块、负载模块和电网均与直流母线(5)分别连接；所述风力发电模块，用于通过风能发电，输出交流电；所述光伏发电模块，用于通过光能发电，输出直流电；获取直流母线(5)的电压；当直流母线(5)的电压高于预设电压时，风力发电模块、光伏发电模块和储能及输出模块储存电能以吸收多余电量；当直流母线(5)的电压低于预设电压时，风力发电模块、光伏发电模块和储能及输出模块释放电能以维持直流母线(5)上电压的稳定；
当负载模块有需求时，所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力向直流母线(5)供电，向负载模块供电；所述风力发电模块当检测到直流母线(5)电压高于预设电压值时，通过液压传动模块(2)和液压储能模块(3)配合将产生的富余电能存储为液压能；所述光伏发电模块当检测到直流母线(5)电压高于预设电压值时，通过光伏储能模块(7)将产生的富余电能存储为化学能；当负载模块、所述光伏发电模块和风力发电模块无法完全消纳所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力时，富余的电力首先通过第二DC/DC变换器(9)以电的形式储存在存储子单元(10)内，所述存储子单元(10)为锂电池模组，其次通过第二DC/DC变换器(9)为电解池(11)供电，通过电解水，将电力转化为化学能为燃料电池(12)提供原料；
所述光伏发电模块和风力发电模块产生的电力不足以提供负载模块的需求时，所述光伏储能模块(7)将化学能转化为电能，通过第一DC/DC变换器(8)和直流母线(5)向负载模块供电；存储子单元(10)通过双向DC/DC变换器(13)和直流母线(5)向负载模块供电；所述液压储能模块(3)将存储的液压能转化为液压传动模块(2)运行的机械能产生电力通过AC/DC整流器(4)和直流母线(5)向负载模块供电；所述燃料电池(12)中发生电化学反应，产生电力存储至存储子单元(10)，通过双向DC/DC变换器(13)和直流母线(5)向负载模块供电；当负载模块需求达到高峰时，缺口部分通过所述电网(18)提供电负荷；
风电机组输出功率表达式为：
式中：ρ是空气密度；S为叶片的旋转面积；v(t)为t时段的风速；Cp为风能利用系数；通过分段函数来简化式的风电机组输出表达式，其输出功率与风速的三次方成正比：
式中：pr为风电机组的额定输出功率；vc、vd分别为风电机组的切入、切出风速，vr为额定风速；
光伏出力受光伏电池温度和光照强度的影响，其输出模型为：
式中，kpv为光伏装置的降额因数，该值取0.9；Ppv-rated是在标准测试条件下光伏阵列的额定输出功率；Gs为标准测试条件下的光照强度，该值为1KW/m2；Gt为光伏阵列斜面上的总光照强度；αpv为功率温度系数，取值-0.0047；Tcell、Tcell-STC分别为光伏阵列的表面温度、标准测试条件的温度；
所述储能装置的充电和放电中的荷电状态Soc和放电深度Dod的表达式分别为：
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