CN118213569A - 一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，设置于预制舱内，该综合供能系统包括氢气供应模块、氮气吹扫模块、空气供应模块、燃料电池电堆模块、热管理模块、电化学储能模块、电力电子模块、氢气再利用模块、能量管理模块以及智能化控制模块。本发明的综合供能系统可实现电‑氢‑能的绿色转换和一体化综合高效利用，系统自成独立能源站，氢气作为输入，可以外供电、热、氢、水等，并搭配电力电子设备和电化学储能实现高效的能量管理、实现微电网支撑和并离网控制，系统以并网热备的形式为微电网提供电源，可以直接在负荷端与用户当前供配电架构无缝衔接，既能够与电网联合向微电网供电，也可以独立支撑微电网运行。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统。
背景技术
现有的工业园区、数据中心、分布式能源站等类微电网形式的供电系统，一般使用传统发电解决方案(风、光、燃气轮机、柴油发动机等)和储能技术(电池、超级电容器、压缩空气储能等)来满足供电需求，但发电设备和储能设备各自独立配置，存在如下缺陷：
1、化石能源的使用带来污染和碳排放，有悖双碳大方向；
2、一次性投入和运维成本均较高；
3、分散式的配置不利用能源的高效利用和管理；
4、供电可靠性和灵活性低；
5、系统综合供能集成度低、智能化程度低；
6、不能有效的参与虚拟电厂服务，不利于新型电力系统和新型综合能源体系建设；
7、现有的燃料电池系统多采用车用发动机模块构成，系统寿命短、效率低下。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，有助于建筑、工业等领域深度脱碳，助力构建清洁低碳安全高效的新型能源体系。其技术方案如下：
一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，设置于预制舱内，所述综合供能系统包括：
氢气供应模块，被配置为接收氢气源并供应给下游模块；
氮气吹扫模块，被配置为使用氮气对燃料电池进行吹扫，吹扫内容包括电堆、氢气进排气管道和放散管道；
空气供应模块，被配置为通过主动加湿子系统将空气压缩机输出的干空气加湿后输送至空气供配管路；
燃料电池电堆模块，被配置为一个或多个并联的电堆组，以氢气供应模块输出的氢气作为氢源输入，以空气供应模块输出的加湿空气作为空气输入，输出电能和热能；
热管理模块，被配置为将燃料电池电堆模块汇总输出的热量经由水泵输送至主换热器、储热器和冷却器，通过主换热器将燃料电池发电产生的余热交换给外部冷源进行供热，再通过储热器储存多余的热量，实现热电解耦及热电比可调，同时通过冷却器辅助燃料电池稳定运行；
电化学储能模块，被配置为存储燃料电池电堆模块输出的电能，并提供系统启动电源及稳定系统输出；
电力电子模块，被配置为通过集成或单独设计的汇流装置将燃料电池电堆模块和电化学储能模块输出的电能通过直流母线输出至电力变换装置，所述电力变换装置将直流电逆变为交流电后对外供电，并作为大电网与微电网的电能连通枢纽对微电网负荷进行供电管理；
氢气再利用模块，被配置为将燃料电池电堆模块排出的氢气汇总后作为氢源输入，再次发电并接入直流母线输出至电力变换装置；
能量管理模块，被配置为对综合供能系统进行一体化能量管理，学习用户用能习惯并自适应调节响应，根据燃料电池运行特性及能效优化能量调度策略实现综合供能系统全生命周期能效最大化；
智能化控制模块，被配置为对系统运行数据进行采集和计算分析，与上级用户及各同类型系统之间进行智能互联互动，响应用户集中控制调度。
进一步地，所述氢气供应模块设置有多套减压阀组，用于兼容不同压力的氢源以及充分利用上游储氢系统的剩余氢气；所述氢气供应模块设置为总分形式结构，并在每一个分支路设置安全装置，所述安全装置包括过滤装置、手动切断组件、自动切断组件以及氢气泄漏监测组件；所述氢气供应模块还包括氢气加湿装置，氢气加湿装置利用系统发电产生的水，将氢气加湿后向下供应。
进一步地，所述空气供应模块包括空气压缩机、主动加湿子系统及空气供配管路，其中空气压缩机工作产生的余热接入热管理模块，主动加湿子系统将空气压缩机输出的干空气加湿后通过空气供配管路输送至燃料电池电堆模块堆，同时利用热管理模块回收的水补充加湿消耗的水。
进一步地，所述燃料电池电堆模块包括一个或多个并联组成的电堆组，其中单个电堆组包括一个或多个电堆，多个电堆采用串联方式连接至该电堆组的直流-直流转换器；在供电方面，多个电堆组并联输出构成稳定电流并通过直流母线供给下游的电力电子模块；在氢气供应方面，以氢气供应模块输出的氢气作为氢源输入；在空气供应方面，以空气供应模块输出的加湿空气作为空气输入；在散热方面，由热管理模块提供总体冷却，并采用并联的方式逐层分配到各个电堆；在废汽排放方面，各电堆组排汽汇总后输出至热管理模块；在氢气排放方面，各电堆组排放的氢气汇总后输出至氢气再利用模块，最后无法利用的氢气输出至氢气放散模块集中放散。
进一步地，所述热管理模块包括液泵、主换热器、废汽换热器、冷却器和冷却供配管路，各电堆组汇总输出的热量经由液泵输送至主换热器和冷却器，主换热器将电堆组发电产生的余热交换给外部冷源进行供热，经过换热器后剩余的热量输送至冷却器，冷却器调节系统热输出实现系统输出热电比的宽范围可调，冷却器输出的稳定冷源再通过冷却供配管路返回至各电堆组冷却电堆，如此构成循环；废汽换热器将各电堆组汇总输送的高焓水汽与外部低温水源进行换热，回收废汽中的热量和冷凝的水，其中一部分冷凝水输送至主动加湿模块，另一部分冷凝水对外供应。
进一步地，所述电化学储能模块包括电连接的电池管理系统和电池组，电池类型根据系统工况需求进行灵活配置，能够为系统提供启动电源，同时稳定系统输出；当大电网电源异常或断开时，所述电化学储能模块能够在氢气耗尽之前与燃料电池一起支撑微电网运行，保证重要负荷供电不中断。
进一步地，所述能量管理模块包括电连接的PLC中央控制器、分布式IO、传感器、执行器及其间互联的高速现场总线网络，采用环网冗余架构，整体划分为中央控制层、能量管理层和设备交互层共三层架构；所述能量管理模块通过机器学习掌握用户习惯，并采用LSTM预测用户需求，使燃料电池工作在舒适的负荷下。
进一步地，所述智能化控制模块包括电连接的人机界面、边缘计算多合一控制器、智能网关和无线通信模块，所述智能化控制模块向下实现系统运行数据的本地采集和计算分析，向上实现与上级用户、各同类型系统之间的智能互联互动，响应用户集中控制调度。
进一步地，所述综合供能系统设置于预制舱中，预制舱内采用水、电、气、热功能分区，各模块均采用模块化设计并分区布置，其中涉及氢气的分区设置有包含正压通风在内的安全隔离措施；整个预制舱在立体空间采用氢气、空气、水分层设计，根据介质特性降低互相之间的影响，保证系统异常情况下的预制舱安全。
进一步地，所述预制舱包括集装箱舱体、通风子系统、消防子系统、氢气检测子系统、照明子系统、声光报警子系统、静电释放子系统和氢气放散子系统，各子系统采用模块化设计与集装箱舱体深度集成，共同构成保证综合供能系统稳定可靠运行的载体。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的综合供能系统采用一体化设计控制，提高了燃料电池系统能源效率和使用率，能够降低对备用电源、UPS等重复配置能源配置的容量和要求，降低用户总拥有成本。
2、本发明的综合供能系统依靠用户储存的氢源，降低了对大电网和其他发电设备的依赖，提高了微电网供电系统的稳定性和供电可靠性，保障微电网安全可靠用能。
3、通过在各微网供电端批量化部署本发明的综合供能系统，能够构建虚拟电厂，有利于新型电力系统建设和可再生能源高比例接入。
4、本发明的综合供能系统实现了绿色低碳高效安全供能，有利于工业园区、建筑等领域深度脱碳。
综上所述，本发明的综合供能系统采用模块化、一体式集成的预制舱设计实现，能够提高系统能源利用效率，降低用户使用成本，针对不同的应用场景针对性的进行功能和接口配置，同时便于运输、安装和维护，有利于产品生命周期各环节的降本增效。同时本发明可实现电-氢-能的绿色转换和一体化综合高效利用，有助于建筑、工业等领域深度脱碳，助力构建清洁低碳安全高效的新型能源体系，系统自成独立能源站，氢气作为输入，可以外供电、热、氢、水等，并搭配电力电子设备和电化学储能实现高效的能量管理、实现微电网支撑和并离网控制，系统以并网热备的形式为微电网提供电源，可以直接在供电端与用户当前供配电架构无缝衔接，既能够与电网(或微电网内其他电源)联合向微电网供电，也可以独立支撑微电网运行。
附图说明
图1是本发明的预制舱式燃料电池新型综合供能系统原理图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
如图1所示，本实施例提供了一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，设置于预制舱内，该综合供能系统包括氢气供应模块、氮气吹扫模块、空气供应模块、燃料电池电堆模块、热管理模块、电化学储能模块、电力电子模块、氢气再利用模块、能量管理模块、智能化控制模块，其中：
氢气供应模块被配置为接收氢气源并供应给下游模块。
氮气吹扫模块被配置为使用氮气对燃料电池进行吹扫，吹扫内容包括电堆、氢气进排气管道和放散管道。
空气供应模块被配置为通过主动加湿子系统将空气压缩机输出的干空气加湿后输送至空气供配管路。
燃料电池电堆模块被配置为一个或多个并联的电堆组，以氢气供应模块输出的氢气作为氢源输入，以空气供应模块输出的加湿空气作为空气输入，输出电能和热能。
热管理模块被配置为将燃料电池电堆模块汇总输出的热量经由水泵输送至主换热器、储热器和冷却器，通过主换热器将燃料电池发电产生的余热交换给外部冷源进行供热，再通过储热器储存多余的热量，实现热电解耦及热电比可调，同时通过冷却器辅助燃料电池稳定运行。
电化学储能模块被配置为存储燃料电池电堆模块输出的电能，并提供系统启动电源及稳定系统输出，同时能够储存多余的电能，在需要时再输出，实现热电解耦。
电力电子模块被配置为通过集成或单独设计的汇流装置将燃料电池电堆模块和电化学储能模块输出的电能通过直流母线输出至电力变换装置，所述电力变换装置将直流电逆变为交流电后对外供电，并作为大电网与微电网的电能连通枢纽对微电网负荷进行供电管理。
氢气再利用模块被配置为将燃料电池电堆模块排出的氢气汇总后作为氢源输入，再次发电并接入直流母线输出至电力变换装置，提高系统效率。
能量管理模块被配置为对综合供能系统进行一体化能量管理，学习用户用能习惯并自适应调节响应，根据燃料电池运行特性及能效优化能量调度策略实现综合供能系统全生命周期能效最大化。
智能化控制模块被配置为对系统运行数据进行采集和计算分析，与上级用户及各同类型系统之间进行智能互联互动，响应用户集中控制调度。
优选地，氢气供应模块设置有多套减压阀组，一方面兼容不同压力的氢源，另一方面能够充分利用上游储氢系统的剩余氢气。氢气供应模块设置为总分形式结构，并在每一个分支路设置安全装置，充分保证系统运行和使用安全。更为优选地，安全装置包括过滤装置、手动切断组件、自动切断组件以及氢气泄漏监测组件。优选地，氢气供应模块还包括氢气加湿装置，氢气加湿装置利用系统发电产生的水，将氢气加湿后向下供应，提高系统寿命和能源利用率。
优选地，氮气吹扫模块包括氮气吹扫控制阀组、切换装置、控制装置及管路。
优选地，空气供应模块包括空气压缩机、主动加湿子系统及空气供配管路，其中空气压缩机工作产生的余热接入热管理模块，提高系统能源效率；主动加湿子系统将空气压缩机输出的干空气加湿后通过空气供配管路输送至燃料电池电堆模块堆，同时利用热管理模块回收的水补充加湿消耗的水，提高系统能源效率。
优选地，燃料电池电堆模块包括一个或多个并联组成的电堆组，其中单个电堆组包括一个或多个电堆，多个电堆采用串联方式连接至该电堆组的直流-直流转换器。在供电方面，多个电堆组并联输出构成稳定电流并通过直流母线供给下游的电力电子模块；在氢气供应方面，以氢气供应模块输出的氢气作为氢源输入；在空气供应方面，以空气供应模块输出的加湿空气作为空气输入；在散热方面，由热管理模块提供总体冷却，并采用并联的方式逐层分配到各个电堆；在废汽排放方面，各电堆组排汽汇总后输出至热管理模块；在氢气排放方面，各电堆组排放的氢气汇总后输出至氢气再利用模块，无法利用的氢气输出至氢气放散模块集中放散。
优选地，热管理模块包括液泵、主换热器、废汽换热器、冷却器和冷却供配管路，各电堆组汇总输出的热量经由液泵输送至主换热器和冷却器，其中水泵采用一用一备方式提高系统可靠性；主换热器将电堆组发电产生的余热交换给外部冷源进行供热，经过换热器后剩余的热量输送至冷却器；冷却器调节系统热输出实现系统输出热电比的宽范围可调，冷却器输出的稳定冷源再通过冷却供配管路返回至各电堆组冷却电堆，如此构成循环，保证燃料电池系统正常工作；废汽换热器将各电堆组汇总输送的高焓水汽与外部低温水源进行换热，回收废汽中的热量和冷凝的水，其中一部分冷凝水输送至主动加湿模块，另一部分冷凝水对外供应，提高系统能源利用和产出率。
优选地，电化学储能模块包括电连接的电池管理系统和电池组，电池类型根据系统工况需求进行灵活配置，能够为系统提供启动电源，同时稳定系统输出；当大电网电源异常或断开时，电化学储能模块能够在氢气耗尽之前与燃料电池一起支撑微电网运行，保证重要负荷供电不中断。
优选地，电力电子模块包括汇流装置及电力变换装置，其中汇流装置将各电堆模组的输出和储能系统输出汇流至直流母线，再输出至电力变换装置；电力变换装置一方面将直流电逆变为交流电后对外供电，另一方面作为大电网与微电网的电能连通枢纽，负责微电网负荷的供电管理。系统采用了共直流母线设计，因此电力电子模块能够同时对外供应直流和交流电，提高了系统的适用性和兼容性。
优选地，氢气再利用模块包括成套燃料电池发电模块，各电堆组排出的氢气汇总后作为氢源输入，再次发电并接入直流母线，提高系统能源效率；氢气再利用模块产生的其他的废气、废水等统一汇总到主系统总管中排放。
优选地，能量管理模块包括电连接的PLC中央控制器、分布式IO、传感器、执行器及其间互联的高速现场总线网络，采用环网冗余架构，整体划分为中央控制层、能量管理层和设备交互层共三层架构，保证系统可靠运行，负责综合供能系统的一体化能量管理，协调各模块高效工作，具备学习用户用能习惯并自适应调节响应的能力，同时根据燃料电池运行特性，面向能效优化能量调度策略，实现综合综合供能系统全生命周期的能效最大化，提高能源效率。能量管理模块的设计不仅通过系统能量管理系统实现了用户端的综合供能响应，而且高效集中的能量管理系统还能够通过机器学习掌握用户习惯，并采用LSTM预测用户需求，使燃料电池工作在舒适的负荷下，进一步提高系统寿命和能量效率，降低用户端总使用成本。
优选地，智能化控制模块包括电连接的人机界面、边缘计算多合一控制器、智能网关和无线通信模块，智能化控制模块向下实现系统运行数据的本地采集和计算分析，大幅减少远程数据传输量的同时提高数据传输质量；向上实现与上级用户、各同类型系统之间的智能互联互动，响应用户集中控制调度，有利于实现虚拟电厂，助力构建新型能源系统。
优选地，综合供能系统设置于预制舱中，预制舱内采用水、电、气、热功能分区，氢气供应、燃料电池电堆等各模块均采用模块化设计并分区布置，其中氢气供应模块和燃料电池电堆模块等涉氢模块的分区与其他区设计有包含正压通风在内的安全隔离措施，充分保证系统运行安全。整个预制舱在立体空间采用氢气、空气、水分层设计，根据介质特性降低互相之间的影响，保证系统异常情况下的预制舱安全。
优选地，预制舱包括集装箱舱体、通风子系统、消防子系统、氢气检测子系统、照明子系统、声光报警子系统、静电释放子系统和氢气放散子系统，各子系统采用模块化设计与集装箱舱体深度集成，共同构成保证综合供能系统稳定可靠运行的载体。
由此可见，本发明提供的预制舱式燃料电池新型综合供能系统具体以下特点：
1、本发明的预制舱式燃料电池新型综合供能系统可应用于微电网，作为燃料电池一体化新型综合能源站。
2、本发明提供了一种采用模块化设计、一体式集成的集中架构燃料电池预制舱的设计实现，针对不同的应用场景针对性的进行功能和接口配置。
3、本发明基于集中式架构燃料电池发电，实现氢-电的绿色高效转换和一体化综合高效利用，有利于产品生命周期各环节的降本增效。
4、本发明的综合供能系统自成独立能源站，氢气作为输入，可以外供电、热、氢、水等，并搭配电力电子设备和电化学储能实现高效的能量管理、实现微电网支撑和并离网控制。
5、本发明的综合供能系统以并网热备的形式为微电网提供电源，可以直接在供电端与用户当前供配电架构无缝衔接，既能够与电网(或微电网内其他电源)联合向微电网供电，也可以独立支撑微电网运行。
6、本发明模块化设计的质子交换膜燃料电池发电系统，可以灵活配置发电容量，其中燃料电池系统设计有尾气能量再回收装置，进一步系统能量效率，为了提高系统使用寿命，系统配置有气体加湿控制系统。
7、本发明采用模块化设计思想，与燃料电池高度集成的燃料电池发电余热和水回收系统，实现了更高效的能量管理，能够兼容多种供热、供水形式，提高了系统综合能量效率。
8、本发明包含高效的电能变换及并离网控制设备，具备良好的并网适应性和离网控制性能，能够实现微电网支撑和快速并离网控制。
9、本发明包含面向多能流的综合能量管理系统，协调系统各部分运行，并使总体能效最大化。
10、本发明包含电化学储能系统，利于系统实现能量高效管理并提供瞬时响应。
11、本发明包含智能化模块，用于系统数据智能计算分析和自学习，并通过5G网络、大模型等技术手段实现与上级用户的智能互联、互动，同时支持多个本发明系统之间的高速组网，支持构建“虚拟电厂”。
12、本发明还将以上创新方案联合工作，通过系统能量管理系统实现了用户端综合供能的快速响应，而且高效集中的能量管理系统还能够通过对用户习惯的学习，使燃料电池工作在舒适的负荷下，进一步提高了系统寿命和能量效率。
综上所述，本发明的综合供能系统采用模块化、一体式集成的预制舱设计实现，能够提高系统能源利用效率，降低用户使用成本，针对不同的应用场景针对性的进行功能和接口配置，同时便于运输、安装和维护，有利于产品生命周期各环节的降本增效。同时本发明可实现电-氢-能的绿色转换和一体化综合高效利用，系统自成独立能源站，氢气作为输入，可以外供电、热、氢、水等，并搭配电力电子设备和电化学储能实现高效的能量管理、实现微电网支撑和并离网控制，系统以并网热备的形式为微电网提供电源，可以直接在供电端与用户当前供配电架构无缝衔接，既能够与电网(或微电网内其他电源)联合向微电网供电，也可以独立支撑微电网运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，设置于预制舱内，其特征在于，所述综合供能系统包括：
氢气供应模块，被配置为接收氢气源并供应给下游模块；
氮气吹扫模块，被配置为使用氮气对燃料电池进行吹扫，吹扫内容包括电堆、氢气进排气管道和放散管道；
空气供应模块，被配置为通过主动加湿子系统将空气压缩机输出的干空气加湿后输送至空气供配管路；
燃料电池电堆模块，被配置为一个或多个并联的电堆组，以氢气供应模块输出的氢气作为氢源输入，以空气供应模块输出的加湿空气作为空气输入，输出电能和热能；
热管理模块，被配置为将燃料电池电堆模块汇总输出的热量经由水泵输送至主换热器、储热器和冷却器，通过主换热器将燃料电池发电产生的余热交换给外部冷源进行供热，再通过储热器储存多余的热量，实现热电解耦及热电比可调，同时通过冷却器辅助燃料电池稳定运行；
电化学储能模块，被配置为存储燃料电池电堆模块输出的电能，并提供系统启动电源及稳定系统输出；
电力电子模块，被配置为通过集成或单独设计的汇流装置将燃料电池电堆模块和电化学储能模块输出的电能通过直流母线输出至电力变换装置，所述电力变换装置将直流电逆变为交流电后对外供电，并作为大电网与微电网的电能连通枢纽对微电网负荷进行供电管理；
氢气再利用模块，被配置为将燃料电池电堆模块排出的氢气汇总后作为氢源输入，再次发电并接入直流母线输出至电力变换装置；
能量管理模块，被配置为对综合供能系统进行一体化能量管理，学习用户用能习惯并自适应调节响应，根据燃料电池运行特性及能效优化能量调度策略实现综合供能系统全生命周期能效最大化；
智能化控制模块，被配置为对系统运行数据进行采集和计算分析，与上级用户及各同类型系统之间进行智能互联互动，响应用户集中控制调度。
2.根据权利要求1所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述氢气供应模块设置有多套减压阀组，用于兼容不同压力的氢源以及充分利用上游储氢系统的剩余氢气；所述氢气供应模块设置为总分形式结构，并在每一个分支路设置安全装置，所述安全装置包括过滤装置、手动切断组件、自动切断组件以及氢气泄漏监测组件；所述氢气供应模块还包括氢气加湿装置，氢气加湿装置利用系统发电产生的水，将氢气加湿后向下供应。
3.根据权利要求1所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述空气供应模块包括空气压缩机、主动加湿子系统及空气供配管路，其中空气压缩机工作产生的余热接入热管理模块，主动加湿子系统将空气压缩机输出的干空气加湿后通过空气供配管路输送至燃料电池电堆模块堆，同时利用热管理模块回收的水补充加湿消耗的水。
4.根据权利要求1所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述燃料电池电堆模块包括一个或多个并联组成的电堆组，其中单个电堆组包括一个或多个电堆，多个电堆采用串联方式连接至该电堆组的直流-直流转换器；在供电方面，多个电堆组并联输出构成稳定电流并通过直流母线供给下游的电力电子模块；在氢气供应方面，以氢气供应模块输出的氢气作为氢源输入；在空气供应方面，以空气供应模块输出的加湿空气作为空气输入；在散热方面，由热管理模块提供总体冷却，并采用并联的方式逐层分配到各个电堆；在废汽排放方面，各电堆组排汽汇总后输出至热管理模块；在氢气排放方面，各电堆组排放的氢气汇总后输出至氢气再利用模块，最后无法利用的氢气输出至氢气放散模块集中放散。
5.根据权利要求1所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述热管理模块包括液泵、主换热器、废汽换热器、冷却器和冷却供配管路，各电堆组汇总输出的热量经由液泵输送至主换热器和冷却器，主换热器将电堆组发电产生的余热交换给外部冷源进行供热，经过换热器后剩余的热量输送至冷却器，冷却器调节系统热输出实现系统输出热电比的宽范围可调，冷却器输出的稳定冷源再通过冷却供配管路返回至各电堆组冷却电堆，如此构成循环；废汽换热器将各电堆组汇总输送的高焓水汽与外部低温水源进行换热，回收废汽中的热量和冷凝的水，其中一部分冷凝水输送至主动加湿模块，另一部分冷凝水对外供应。
6.根据权利要求1所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述电化学储能模块包括电连接的电池管理系统和电池组，电池类型根据系统工况需求进行灵活配置，能够为系统提供启动电源，同时稳定系统输出；当大电网电源异常或断开时，所述电化学储能模块能够在氢气耗尽之前与燃料电池一起支撑微电网运行，保证重要负荷供电不中断。
7.根据权利要求1所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述能量管理模块包括电连接的PLC中央控制器、分布式IO、传感器、执行器及其间互联的高速现场总线网络，采用环网冗余架构，整体划分为中央控制层、能量管理层和设备交互层共三层架构；所述能量管理模块通过机器学习掌握用户习惯，并采用LSTM预测用户需求，使燃料电池工作在舒适的负荷下。
8.根据权利要求1所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述智能化控制模块包括电连接的人机界面、边缘计算多合一控制器、智能网关和无线通信模块，所述智能化控制模块向下实现系统运行数据的本地采集和计算分析，向上实现与上级用户、各同类型系统之间的智能互联互动，响应用户集中控制调度。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述预制舱内采用水、电、气、热功能分区，各模块均采用模块化设计并分区布置，其中涉及氢气的分区设置有包含正压通风在内的安全隔离措施；整个预制舱在立体空间采用氢气、空气、水分层设计，根据介质特性降低互相之间的影响，保证系统异常情况下的预制舱安全。
10.根据权利要求9所述的一种预制舱式燃料电池新型综合供能系统，其特征在于，所述预制舱包括集装箱舱体、通风子系统、消防子系统、氢气检测子系统、照明子系统、声光报警子系统、静电释放子系统和氢气放散子系统，各子系统采用模块化设计与集装箱舱体深度集成，共同构成保证综合供能系统稳定可靠运行的载体。
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