CN209608350U - 一种燃料电池的分布式光伏集成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池的分布式光伏集成系统。本实用新型包括燃料电池模块、多输入变流器模块、储能电池、分布式光伏组件模块、光伏多通道控制器、光伏逆变器和电网输出模块，燃料电池模块与多输入变流器模块连接，分布式光伏组件模块与光伏多通道控制器连接，光伏多通道控制器与光伏逆变器连接，多输入变流器模块和光伏逆变器均与电网输出模块连接，储能电池分别与燃料电池模块、多输入变流器模块和光伏多通道控制器连接。该燃料电池的分布式光伏集成系统解决了燃料电池模块与分布式光伏组件模块之间的耦合控制与运行问题，以及两个模块之前关联度低，即燃料电池模块与分布式光伏组件模块联合运行可靠性不高等问题。

Description

一种燃料电池的分布式光伏集成系统

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池的分布式光伏集成系统，主要应用于商业中心、医院、机场和数据中心等供能场所。

背景技术

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

有鉴于此，在申请号为201110279751.8的专利文献中公开了一种分布式光伏发电区域集成控制系统,包括光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、传感网络、区域内电气控制系统、区域集控中心系统和电力调度控制中心,光伏电池阵列将光伏能转换为直流电能;分布式逆变控制系统用于光伏电池阵列控制与直流逆变;传感网络和区域内电气控制系统用于区域内各电气设备监测与控制、保障电气设施安全;区域集控中心系统管理区域内发电运行与集中并网;电力调度控制中心用于区域状态的监控与电力调度。

目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电而燃料电池系统常规只能独立运行。而燃料电池是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。燃料电池发电的排气有很高的温度，具有较高的利用价值，可以提供天然气重整所需热量，也可以用来生产蒸汽，更可以和燃气轮机组成联合循环，非常适用于分布式发电。

而常规燃料电池系统和分布式光伏只能作为单个分布式电源进行发电，无法实现燃料电池与分布式光伏系统之间的耦合控制与运行，多能互补能源系统可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的燃料电池的分布式光伏集成系统

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该燃料电池的分布式光伏集成系统，其结构特点在于：包括燃料电池模块、多输入变流器模块、储能电池、分布式光伏组件模块、光伏多通道控制器、光伏逆变器和电网输出模块，所述燃料电池模块与多输入变流器模块连接，所述分布式光伏组件模块与光伏多通道控制器连接，所述光伏多通道控制器与光伏逆变器连接，所述多输入变流器模块和光伏逆变器均与电网输出模块连接，所述储能电池分别与燃料电池模块、多输入变流器模块和光伏多通道控制器连接。

进一步地，所述光伏多通道控制器与燃料电池模块连接。

进一步地，所述燃料电池模块与多输入变流器模块、分布式光伏组件模块与光伏多通道控制器、光伏多通道控制器与光伏逆变器连接、多输入变流器模块和光伏逆变器与电网输出模块，以及储能电池与燃料电池模块、多输入变流器模块和光伏多通道控制器均通过电缆连接。

进一步地，所述多输入变流器模块包括交流电源模块、一号直流电源模块和二号直流电源模块，所述交流电源模块与电网输出模块连接，所述一号直流电源模块与燃料电池模块连接，所述二号直流电源模块与储能电池连接。

进一步地，本实用新型的另一个技术目的在于提供一种燃料电池的分布式光伏集成系统的集成方法。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。

一种燃料电池的分布式光伏集成系统的集成方法，其特点在于：所述集成方法如下：

A、燃料电池模块与分布式光伏组件模块耦合运行，分布式光伏组件模块输出直流电通过光伏多通道控制器为储能电池和多输入变流器模块供电，燃料电池模块和分布式光伏组件模块通过同一个多输入变流器模块实现并网发电；

B、分布式光伏集成系统通过光伏逆变器实现并网发电，燃料电池模块输出的直流电为储能电池供电，储能电池通过光伏多通道控制器将直流输入至光伏逆变器，光伏逆变器再进行并网发电；

C、分布式光伏集成系统通过燃料电池模块的多输入变流器模块进行并网发电，分布式光伏组件模块输出的直流电通过光伏多通道控制器输入至多输入变流器模块，从而分布式光伏集成系统通过燃料电池模块的多输入变流器模块进行并网发电，

D、实现燃料电池模块和分布式光伏组件模块黑启动，

E、多能互补的调控策略，通过对燃料电池模块、分布式光伏组件模块的输出控制，以及多输入变流器模块、储能电池、光伏多通道控制器、光伏逆变器和电网输出模块的调节，实现燃料电池模块和分布式光伏组件模块的自动启动、启动停止、黑启动运行、联合控制运行、独立一个多输入变流器模块运行等或多种运行方式。

相比现有技术，本实用新型具有以下优点：该燃料电池的分布式光伏集成系统解决了燃料电池模块与分布式光伏组件模块之间的耦合控制与运行问题，以及两个模块之前关联度低，即燃料电池模块与分布式光伏组件模块联合运行可靠性不高等问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例的燃料电池的分布式光伏集成系统示意图。

图中：燃料电池模块1、多输入变流器模块2、储能电池3、分布式光伏组件模块4、光伏多通道控制器5、光伏逆变器6、电网输出模块7、交流电源模块AC、一号直流电源模块DC1、二号直流电源模块DC2。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若用引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实施例中的燃料电池的分布式光伏集成系统，包括燃料电池模块1、多输入变流器模块2、储能电池3、分布式光伏组件模块4、光伏多通道控制器5、光伏逆变器6和电网输出模块7。

本实施例中的燃料电池模块1与多输入变流器模块2连接，分布式光伏组件模块4与光伏多通道控制器5连接，光伏多通道控制器5与光伏逆变器6连接，多输入变流器模块2和光伏逆变器6均与电网输出模块7连接，储能电池3分别与燃料电池模块1、多输入变流器模块2和光伏多通道控制器5连接；光伏多通道控制器5与燃料电池模块1连接。

通常情况下，燃料电池模块1与多输入变流器模块2、分布式光伏组件模块4与光伏多通道控制器5、光伏多通道控制器5与光伏逆变器6连接、多输入变流器模块2和光伏逆变器6与电网输出模块7，以及储能电池3与燃料电池模块1、多输入变流器模块2和光伏多通道控制器5均通过电缆连接。

本实施例中的多输入变流器模块2包括交流电源模块AC、一号直流电源模块DC1和二号直流电源模块DC2，交流电源模块AC与电网输出模块7连接，一号直流电源模块DC1与燃料电池模块1连接，二号直流电源模块DC2与储能电池3连接。

本实施例中的燃料电池的分布式光伏集成系统的集成方法，如下：

A、燃料电池模块1与分布式光伏组件模块4耦合运行，分布式光伏组件模块4输出直流电通过光伏多通道控制器5为储能电池3和多输入变流器模块2供电，燃料电池模块1和分布式光伏组件模块4通过同一个多输入变流器模块2实现并网发电；

B、分布式光伏集成系统通过光伏逆变器6实现并网发电，燃料电池模块1输出的直流电为储能电池3供电，储能电池3通过光伏多通道控制器5将直流输入至光伏逆变器6，光伏逆变器6再进行并网发电；

C、分布式光伏集成系统通过燃料电池模块1的多输入变流器模块2进行并网发电，分布式光伏组件模块4输出的直流电通过光伏多通道控制器5输入至多输入变流器模块2，从而分布式光伏集成系统通过燃料电池模块1的多输入变流器模块2进行并网发电，

D、实现燃料电池模块1和分布式光伏组件模块4黑启动，

E、多能互补的调控策略，通过对燃料电池模块1、分布式光伏组件模块4的输出控制，以及多输入变流器模块2、储能电池3、光伏多通道控制器5、光伏逆变器6和电网输出模块7的调节，实现燃料电池模块1和分布式光伏组件模块4的自动启动、启动停止、黑启动运行、联合控制运行、独立一个多输入变流器模块2运行等或多种运行方式。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种燃料电池的分布式光伏集成系统，其特征在于：包括燃料电池模块（1）、多输入变流器模块（2）、储能电池（3）、分布式光伏组件模块（4）、光伏多通道控制器（5）、光伏逆变器（6）和电网输出模块（7），所述燃料电池模块（1）与多输入变流器模块（2）连接，所述分布式光伏组件模块（4）与光伏多通道控制器（5）连接，所述光伏多通道控制器（5）与光伏逆变器（6）连接，所述多输入变流器模块（2）和光伏逆变器（6）均与电网输出模块（7）连接，所述储能电池（3）分别与燃料电池模块（1）、多输入变流器模块（2）和光伏多通道控制器（5）连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的分布式光伏集成系统，其特征在于：所述光伏多通道控制器（5）与燃料电池模块（1）连接。

3.根据权利要求1所述的燃料电池的分布式光伏集成系统，其特征在于：所述燃料电池模块（1）与多输入变流器模块（2）、分布式光伏组件模块（4）与光伏多通道控制器（5）、光伏多通道控制器（5）与光伏逆变器（6）连接、多输入变流器模块（2）和光伏逆变器（6）与电网输出模块（7），以及储能电池（3）与燃料电池模块（1）、多输入变流器模块（2）和光伏多通道控制器（5）均通过电缆连接。

4.根据权利要求1所述的燃料电池的分布式光伏集成系统，其特征在于：所述多输入变流器模块（2）包括交流电源模块（AC）、一号直流电源模块（DC1）和二号直流电源模块（DC2），所述交流电源模块（AC）与电网输出模块（7）连接，所述一号直流电源模块（DC1）与燃料电池模块（1）连接，所述二号直流电源模块（DC2）与储能电池（3）连接。