CN220964337U - 供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种供电系统，包括：主电源、制氢子系统与氢能燃料电池；制氢子系统的第一端与主电源连接，制氢子系统的第二端与氢能燃料电池的第一端连接；制氢子系统配置为将主电源的电能转换为氢能；主电源与氢能燃料电池的第二端均与负载连接；氢能燃料电池配置为将氢能转换为电能，并作为主电源的第一备用电源；主电源与氢能燃料电池配置为协同向负载供电。本申请在主电源异常时，通过该氢能燃料电池为负载供电，减少停电时间，提高供电稳定性。且由于氢能燃料电池在将氢能转换为电能时，其产物仅有水，没有二氧化碳，相对于通过柴油发电机等作为备用电源的方式，在减少发电生产的碳排放，对环境友好的同时，还可以减少发电噪音。

Description

供电系统

技术领域

本申请涉及供配电领域，具体而言，涉及一种供电系统。

背景技术

在市电供电时，为了保证供电可靠性，通常会增加一路发电机作为该市电供电的备用电源，以在市电供电异常时，作为应急供电为负载供电。

但是目前比较常用的备用电源为柴油发电机，柴油发电机因需要燃烧柴油进行发电，会产生较多的尾气排放，污染环境，并且柴油发电机在发电时还会产生较大的噪声污染。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种供电系统，不仅可以减少发电时的噪音污染，还可以极大的减少尾气排放，对环境友好。

第一方面，本申请实施例提供了一种供电系统，包括：主电源、制氢子系统与氢能燃料电池；所述制氢子系统的第一端与所述主电源连接，所述制氢子系统的第二端与所述氢能燃料电池的第一端连接；所述制氢子系统配置为将所述主电源的电能转换为氢能；所述主电源与所述氢能燃料电池的第二端均与负载连接；所述氢能燃料电池配置为将所述氢能转换为电能，并作为所述主电源的第一备用电源；所述蓄能电源与所述负载连接，所述蓄能电源配置为作为所述主电源的第二备用电源；所述主电源、所述氢能燃料电池以及所述蓄能电源配置为协同向所述负载供电。在上述实现过程中，将氢能燃料电池作为主电源的第一备用电源，与主电源协同为负载供电，以在主电源异常或供电量不足时，可以通过该氢能燃料电池及时为负载供电，减少停电时间，提高该供电系统的供电稳定性。另外，由于氢能燃料电池在将氢能转换为电能时，其产物仅有水，不产生二氧化碳，相对于现有的通过柴油发电机等作为备用电源的方式，不仅可以极大的减少因发电产生的碳排放，对环境友好，还可以减少发电产生的噪音。另外，通过设置蓄能电源，在该氢能燃料电池作为主电源的第一备用电源为负载供电不稳定时，该蓄能电源可以作为第二备用电源也为负载供电，进而对氢能燃料电池的不稳定供电进行补充，提高该供电系统供电稳定性。

在一个实施例中，所述供电系统还包括：控制装置；所述主电源、所述氢能燃料电池与所述蓄能电源均与所述控制装置连接；所述控制装置配置为获取所述主电源的供电信号；并根据所述供电信号控制所述主电源、所述氢能燃料电池和所述蓄能电源启动或关闭。

在上述实现过程中，通过设置控制装置，该控制装置可以根据各个电源的情况控制相应的电源启动或关闭，以自动切换该供电系统中各电源的开启或关闭，提高该供电系统电源切换的自动化。

在一个实施例中，所述控制装置具体配置为，在所述主电源正常工作的情况下，控制所述主电源启动，并控制所述氢能燃料电池和所述蓄能电源关闭，以控制所述供电系统的供电模式工作于正常模式。

在上述实现过程中，由于蓄能电源的蓄能能力有限，其供电时长有限，供电稳定性被限制。而氢能燃料电池供电需要制氢子系统不断的制氢，供电成本相对较高。因而，在主电源正常工作的情况下，设置主电源启动为负载供电，可以在保证供电稳定性的同时，降低供电成本。

在一个实施例中，所述控制装置还配置为，在所述正常模式中，控制所述主电源为所述负载和所述制氢子系统供电；或，控制所述主电源为所述负载、所述制氢子系统和所述蓄能电源供电。

在上述实现过程中，在主电源正常工作时，除了为负载供电外，还可以为制氢子系统和/或蓄能电源供电，以在该主电源正常工作时，将蓄能电源充满电能，以及使得制氢子系统制的足量的氢能，进而在主电源异常工作时，该蓄能电源和/或氢能有足够的电能或氢能，进而能够为负载供电，提高了系统的可持续性和稳定性。

在一个实施例中，其中，所述主电源包括多种主电源，所述控制装置具体配置为，在所述多种主电源的部分主电源异常工作的情况下，控制异常部分主电源关闭，并控制所述氢能燃料电池和/或所述蓄能电源启动，以控制所述供电系统的供电模式工作于备电模式。

在上述实现过程中，在备电模式中，由于多个主电源中的部分主电源异常，控制异常电源关闭后，正常部分的主电源难以满足负载的供电需求。此时，通过控制氢能燃料电池和/或蓄能电源启动，该氢能燃料电池和/或蓄能电源可以作为正常部分的主电源的补充为负载供电，可以提供该供电系统的供电稳定性。

在一个实施例中，所述控制装置还配置为，在所述备电模式中，控制所述氢能燃料电池和/或所述蓄能电源为所述负载供电；正常部分主电源为所述制氢子系统供电；或，控制所述氢能燃料电池和/或所述蓄能电源为所述负载供电，并控制所述蓄能电源和/或所述正常部分主电源为所述制氢子系统供电。

在上述实现过程中，在备电模式中，氢能燃料电池为负载供电，由于氢能燃料电池供电时，该氢能燃料电池需要大量的氢能。而制氢子系统能够存储的氢能有限，难以满足该氢能燃料电池较长时间的供电需求。此时，通过多个主电源中正常部分主电源或/和蓄能电源为该制氢子系统供电，该制氢子系统可以在氢能燃料电池为负载供电时，同时将正常部分主电源或/和蓄能电源的电能转换为氢能，以供氢能燃料电池使用，可以提高该氢能燃料电池的供电稳定性。

在一个实施例中，所述负载包括主负载和次负载，所述供电系统还包括：电能转换子系统；所述主电源直接连接所述次负载；所述主电源通过所述电能转换子系统连接所述主负载；所述氢能燃料电池通过所述电能转换子系统连接所述主负载和所述次负载。

在上述实现过程中，通过设置电能转换子系统，在各个电源所供电能不能直接用于各个负载时，可以在相应电源与负载之间设置电能转换子系统，将电源的电能转换为负载可以使用的电能，增加了各个电源与负载之间的相互连接方式，增加了给供电系统供电多样性。

在一个实施例中，所述主电源包括：光伏电源，所述电能转换子系统包括：逆变器；所述光伏电源通过所述逆变器连接所述主负载。

在上述实现过程中，通过在光伏电源和主负载之间设置双向变换器和逆变器，可以将光伏电源产生的直流电源转换为主负载可以使用的交流电源，提高主负载供电可靠性。

在一个实施例中，所述主电源包括：市电电源，所述电能转换子系统包括：直流变换器、双向变换器和逆变器；所述氢能燃料电池通过所述直流变换器和所述逆变器连接所述主负载；所述氢能燃料电池通过所述直流变换器和所述双向变换器连接所述次负载；所述市电电源通过所述双向变换器和所述逆变器连接所述主负载。

在上述实现过程中，通过在氢能燃料电池和主负载之间设置直流变换器和逆变器，可以将氢能燃料电池产生的直流电源转换为主负载可以使用的电压范围内的交流电源。以及通过在氢能燃料电池和次负载之间设置直流变换器和双向变换器，不仅可以实现氢能燃料电池的反向供电，还可以将氢能燃料电池产生的直流电源转换为次负载可以使用的电压范围内的交流电源，提高主负载和次负载的供电可靠性。

在一个实施例中，所述制氢子系统包括：氢能制取装置和氢能存储装置；所述氢能制取装置的第一端与所述主电源连接，所述氢能制取装置的第二端与所述氢能存储装置的第一端连接；所述氢能存储装置的第二端与所述氢能燃料电池的第一端连接，所述氢能燃料电池的第二端与所述负载连接；其中，所述氢能制取装置配置为将所述主电源的电能转换为氢能；所述氢能存储装置配置为存储所述氢能制取装置转换的氢能。

在上述实现过程中，通过设置氢能存储装置，可以将氢能制取装置在主电源正常情况下制取的氢能进行存储，在主电源异常情况下，为氢能燃料电池提供氢能。以在该氢能制取装置不能及时制氢时，该氢能燃料电池依然能够有足够的氢能为负载供电，提高了氢能燃料电池的供电稳定性和可靠性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的设置有主电源、制氢子系统、氢能燃料电池及蓄能电源的供电系统示意图；

图2为本申请实施例提供的设置有主电源、制氢子系统、氢能燃料电池、蓄能电源及控制装置的供电系统示意图；

图3为本申请实施例提供的设置主电源为市电电源和光伏电源的供电系统示意图；

图4为本申请实施例提供的设置主电源为市电电源和光伏电源的供电系统中电能转换子系统中各个装置的一种连接方式示意图；

图5为本申请实施例提供的设置主电源为市电电源和光伏电源的供电系统中电能转换子系统中各个装置的另一种连接方式示意图。

附图说明：110-主电源、111-市电电源、112-光伏电源、120-制氢子系统、121-氢能制取装置、122-氢能存储装置、130-氢能燃料电池、140-蓄能电源、150-控制装置、160-电能转换子系统、161-双向变换器、162-逆变器、163-直流变换器、200-负载、210-主负载、220-次负载。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是申请产品使用时惯常拜访的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能解释为本申请的限制。

本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

随着电力技术的快速发展，电力系统的供电稳定性逐渐成为保证生产、生活等稳定发展的重要影响因素。尤其是医院、数据中心、炼钢厂等，供电稳定性更是重中之重。

以数据中心为例，随着社会数字化的不断发展，数据量呈现爆炸式增长，数据的应用已经渗透到生活和生产的方方面面；数据中心作为数据计算和存储的载体。一旦数据中心停电，极可能会导致大量的数据丢失，造成较大的损失。然而，数据中心在运行中耗电量较大，要求主电源和备用电源都需要有较大的负荷。而目前常用的柴油发电机虽然能够作为备用电源在主电源异常时为负荷供电，但是由于数据中心需要的耗电量较大，柴油发电机需要产生大量的电能才能满足该数据中心的供电稳定性。然而，大量的柴油发电，产生大量的噪音污染，以及排放大量的尾气，十分污染环境。

有鉴于此，本申请提出一种供电电路，通过设置制氢子系统和氢能燃料电池，且制氢子系统与主电源和氢能燃料电池连接。以在主电源供电时，该制氢子系统将该主电源电能转换为氢能。在主电源异常时，该制氢子系统将该氢能供氢能燃料电池使用。以使该氢能燃料电池作为该主电源的备用电源为负载供电。减少停电时间，提高该供电系统的供电稳定性。而且由于氢能燃料电池在将氢能转换为电能时，其产物仅有水，不产生二氧化碳，相对于现有的通过柴油发电机等作为备用电源的方式，不仅可以减少发电产生的噪音，还可以极大的减少因发电产生的碳排放，对环境友好。

如图1所示，本申请实施例提供的供电电路，包括：主电源110、制氢子系统120、氢能燃料电池130以及蓄能电源140。

其中，制氢子系统120的第一端与主电源110连接，制氢子系统120的第二端与氢能燃料电池130的第一端连接；主电源110与氢能燃料电池130的第二端均与负载200连接；蓄能电源140与负载200连接。

这里的制氢子系统120配置为将主电源110的电能转换为氢能，制取的氢能可以作为氢能燃料电池130的燃料。该氢能燃料电池130配置为将该氢能转换为电能，以为负载200供电，且该氢能燃料电池130还作为主电源110的第一备用电源。

上述的主电源110与氢能燃料电池130配置为协同向负载200供电。即，当该主电源110处于正常状态时，由该主电源110为负载200供电。当该主电源110处于异常状态时，则可以由该氢能燃料电池130为负载200供电。当然，当主电源110供电不能满足负载200时，该氢能燃料电池130也可以作为该主电源110的补充，与主电源110同时为负载200供电。该主电源110与氢能燃料电池130的具体协同方式可以根据实际情况进行调整。

当主电源110处于正常状态时，可以同时为负载200与制氢子系统120供电，以供制氢子系统120将主电源110的电能转换为氢能。

在一些实施例中，该主电源110电路中和氢能燃料电池130电路中可以设置一组继电器组，该主电源110电路中可以连接该继电器组中的线圈，该氢能燃料电池130电路中可以连接该继电器中的触点。以通过该继电器的线圈和触点控制该氢能燃料电池130是否为负载供电。

在另一些实施例中，该主电源110和氢能燃料电池130均与控制装置连接，该控制装置可以根据主电源110的供电情况控制氢能燃料电池130的开启或关闭，进而控制该氢能燃料电池130是否为负载供电。

这里的主电源110可以包括一种或多种主电源110。例如，该主电源110可以是市电电源111、光伏发电电源、水力发电电源、风力发电电源等。该主电源110的选择可以根据实际情况进行调整。

可以理解地，氢能燃料电池130是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载200到达阴极，进而产生电能。整个反应过程中的产物仅为水，对环境友好。

上述的负载200可以为一个或多个。当该负载200为多个时，该多个负载200可以分为主负载210和次负载220。该主负载210为该供电系统中断电影响较大的负载200，通常该主负载210不允许断电。而该次负载220为该供电中断电影响较小的负载200，通常该次负载220可以允许短暂断电。例如，该供电系统为数据中心的供电系统，则该数据中心的主负载210可以为机房中的计算机、控制设备、服务器等负载200，而次负载220可以是数据中心的照明设备、指示设备等负载200。又如，该供电系统为医院供电系统，则该医院供电系统的主负载210可以为手术室中所有负载200、供氧室中所有负载200等，而次负载220可以是病房中的空调、电视、大厅的空调、照明等负载200。该主负载210和次负载220可以根据实际情况进行调整。

这里的蓄能电源140配置为作为主电源110的第二备用电源。该蓄能电源140可以是铅酸蓄电池、UPS蓄电池、磷酸铁锂蓄电池等，该蓄电池的类型可以根据实际选择。

上述的主电源110、氢能燃料电池130以及蓄能电源140配置为协同向负载200供电。

可以理解地，由于氢能燃料电池130在刚开始为负载200供电时，供电功率不能立即满足负载200需求，而是随着时间逐渐变化，慢慢增大到负载200所需功率。也就是说，氢能燃料电池130在为负载200供电时，需要一定的反应时间。若此时，负载200仅有氢能燃料电池130供电，则供电十分不稳定。通过设置蓄能电源140，该蓄能电源140可以用于在主电源110刚刚异常时，作为该主电源110的第二备用电源。

当蓄能电源140作为第二备用电源时，该氢能燃料电池130作为第一备用电源为负载200供电。即此时，蓄能电源140和氢能燃料电池130同时为负载200供电。该氢能燃料电池130在供电过程中，供电开始时，蓄能电源140为负载200供电的功率大于氢能燃料电池130为负载200供电的功率，随着氢能燃料电池130供电功率的增加，氢能燃料电池130为负载200供电的功率大于蓄能电源140为负载200供电的功率，直到氢能燃料电池130供电的功率能够满足负载200需求。当氢能燃料电池130供电的功率能够满足负载200需求时，该蓄能电源140可以停止为负载200供电。

在一些实施例中，该蓄能电源140也可以直接作为主电源110的备用电源。例如，当氢能燃料电池130因异常不能为负载200供电时，该蓄能电源140也可以直接作为主电源110的备用电源为负载200供电。

在另一些实施例中，该蓄能电源140也可以为制氢子系统120供电，以供制氢子系统120将该电能转换为氢能。该蓄能电源140可以在氢能燃料电池130为负载200供电时，为该制氢子系统120供电，也可以在该氢能燃料电池130不为负载200供电时，为该制氢子系统120供电。该蓄电池为制氢子系统120供电的时段可以根据实际情况进行调整。

上述的蓄能电源140还可以与主电源110连接，当该主电源110正常时，该主电源110还可以为该蓄能电源140供电，以供该蓄能电源140充电。当然，蓄能电源140还可以与氢能燃料电池130连接，该氢能燃料电池130还可以为该蓄能电源140供电，以供该蓄能电源140充电。

在上述实现过程中，将氢能燃料电池130作为主电源110的第一备用电源，与主电源110协同为负载200供电，以在主电源110异常或供电量不足时，可以通过该氢能燃料电池130及时为负载200供电，减少停电时间，提高该供电系统的供电稳定性。另外，由于氢能燃料电池130在将氢能转换为电能时，其产物仅有水，不产生二氧化碳，相对于现有的通过柴油发电机等作为备用电源的方式，不仅可以极大的减少因发电产生的碳排放，对环境友好，还可以减少发电产生的噪音。另外，通过设置蓄能电源140，在该氢能燃料电池130作为主电源110的第一备用电源为负载200供电不稳定时，该蓄能电源140可以作为第二备用电源也为负载200供电，进而对氢能燃料电池130的不稳定供电进行补充，提高该供电系统供电稳定性。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，该供电系统还包括：控制装置150。

其中，主电源110、氢能燃料电池130与蓄能电源140均与控制装置150连接。该控制装置150与主电源110、氢能燃料电池130与蓄能电源140之间可以通过有线或无线的方式连接。该控制装置150与主电源110、氢能燃料电池130与蓄能电源140之间的连接方式可以根据实际情况进行调整。

这里的控制装置150配置为获取主电源110的供电信号，并根据该供电信号控制主电源110、氢能燃料电池130和蓄能电源140启动或关闭。该控制装置150可以是能量管理装置、中控装置、保护装置等，该控制装置150还可以是服务器、个人电脑(personalcomputer，PC)、平板电脑、智能手机等。该控制装置150的具体类型可以根据实际情况进行选择。

在一些实施例中，该主电源110电路中可以设置电源监测装置，以用于监测主电源110是否发生异常。该电源监测装置可以与控制装置150连接，该电源监测装置可以将获取到的监测信号直接发送到控制装置150，也可以先根据该监测信号确定该主电源110是否发生异常，并将发生异常的监测信号发送到控制装置150。该控制装置150可以与主电源110、氢能燃料电池130以及蓄能电源140连接，并根据获取到的监测信号控制主电源110、氢能燃料电池130以及蓄能电源140的启动或关闭。

在另一些实施例中，该氢能燃料电池130以及蓄能电源140电路中也可以设置电源监测装置，以用于监测氢能燃料电池130以及蓄能电源140是否发生异常。该控制装置150用于根据主电源110、氢能燃料电池130以及蓄能电源140电路中的监测信号控制相应的主电源110、氢能燃料电池130以及蓄能电源140的启动或关闭。

在上述实现过程中，通过设置控制装置150，该控制装置150可以根据各个电源的情况控制相应的电源启动或关闭，以自动切换该供电系统中各电源的开启或关闭，提高该供电系统电源切换的自动化。

在一种可能的实现方式中，该控制装置150具体配置为，在主电源110正常工作的情况下，控制主电源110启动，并控制氢能燃料电池130和蓄能电源140关闭，以控制供电系统的供电模式工作于正常模式。

可以理解地，由于蓄能电源140的蓄能能力有限，可以作为短时间内的备用电源供电，但是难以满足长时间的供电需求。而氢能燃料电池130由于需要制氢子系统120不断的制氢，以保证该氢能燃料电池130供电的持续性和稳定性，若使用氢能燃料电池130进行长期供电，其成本较高。因而，可设置主电源110优先供电策略，即在主电源110可以正常工作时，可以将氢能燃料电池130和蓄能电源140关闭，仅通过主电源110为负载200供电，保证供电稳定性的同时，降低供电成本。

这里的主电源110正常工作是指，主电源110没有故障或停电，且主电源110能够共给负载200所需要的全部电能。

在上述实现过程中，由于蓄能电源140的蓄能能力有限，其供电时长有限，供电稳定性被限制。而氢能燃料电池130供电需要制氢子系统120不断的制氢，供电成本相对较高。因而，在主电源110正常工作的情况下，设置主电源110启动为负载200供电，可以在保证供电稳定性的同时，降低供电成本。

在一种可能的实现方式中，该控制装置150还配置为，在正常模式中，控制主电源110为负载200和制氢子系统120供电；或，控制主电源110为负载200、制氢子系统120和蓄能电源140供电。

可以理解地，当该主电源110处于正常工作情况时，该主电源110在为负载200供电的同时，还能够为制氢子系统120供电，以使得该制氢子系统120将该主电源110的电能转换为氢能，以供氢能燃料电池130使用。

若蓄能电源140需要充电，则该主电源110该可以为蓄能电源140供电，以供该蓄能电源140充电，并在该蓄能电源140充满后，停止向该蓄能电源140供电。

在上述实现过程中，在主电源110正常工作时，除了为负载200供电外，还可以为制氢子系统120和/或蓄能电源140供电，以在该主电源110正常工作时，将蓄能电源140充满电能，以及使得制氢子系统120制的足量的氢能，进而在主电源110异常工作时，该蓄能电源140和/或氢能有足够的电能或氢能，进而能够为负载200供电，提高了系统的可持续性和稳定性。

在一种可能的实现方式中，该控制装置150具体配置为，在多种主电源110的部分主电源110异常工作的情况下，控制异常部分主电源110关闭，并控制氢能燃料电池130和/或蓄能电源140启动，以控制供电系统的供电模式工作于备电模式。

可以理解地，为了保证供电稳定性或处于供电经济性等多方面的考虑，该供电系统可以设置多个主电源110。例如，该供电系统的主电源110为市电电源111与光伏电源112，或市电电源111与发电装置电源，或市电电源111、光伏电源112发电装置电源等。该主电源110的具体组合可以根据实际情况进行调整。

当该主电源110为多个时，多个主电源110可以分别与负载200、氢能燃料电池130及蓄能电源140连接；也可以均与负载200连接，部分与氢能燃料电池130及蓄能电源140连接等。该主电源110与负载200、氢能燃料电池130及蓄能电源140具体连接方式可以根据实际情况进行调整。

若该多个主电源110中的部分主电源110异常工作，则可以将多个主电源110中异常部分的主电源110关闭。此时，该供电系统中多个主电源110中正常部分主电源110、蓄能电源140和氢能燃料电池130中的部分或全部为负载200供电。

下面以供电系统的主电源110为市电电源111与光伏电源112为例，对该供电系统的具体连接方式进行举例说明：

示例性地，如图3所示，若该供电系统的主电源110为市电电源111与光伏电源112，则该供电系统可以设置为：该光伏电源112的第一端与负载200连接，该光伏电源112的第二端与制氢子系统120的第一端连接。该制氢子系统120的第二端与氢能燃料电池130的第一端连接，氢能燃料电池130的第二端与负载200连接。该市电电源111连接蓄能电源140的第一端与负载200。该蓄能电源140的第二端与光伏电源112连接，蓄能电源140的第三端与负载200连接。

当该供电系统的供电模式工作于备电模式时，控制装置150控制该市电电源111关闭，停止供电。光伏电源112继续启动为负载200供电，并控制该蓄能电源140先启动为负载200供电，该供电系统处于短时不间断应急供电状态。同时，控制装置150控制该氢能燃料电池130启动，为负载200供电。当氢能燃料电池130的供电电能大于蓄能电源140的电能时，通过电压钳位，该蓄能电源140由放电状态转为充电状态直至充满。此时，关闭蓄能电源140，由光伏电源112和氢能燃料电池130共同为负载200供电。

或，当该供电系统的供电模式工作于备电模式时，控制装置150控制该市电电源111关闭，停止供电。光伏电源112继续启动为负载200供电，并控制该蓄能电源140启动为负载200供电。此时，通过蓄能电源140与光伏电源112为负载200供电。

上述的供电系统的设备连接方式及供电模式仅是示例性地，该供电系统的设备连接方式及供电模式可以根据实际情况进行调整。

在上述实现过程中，在备电模式中，由于多个主电源110中的部分主电源110异常，控制异常电源关闭后，正常部分的主电源110难以满足负载200的供电需求。此时，通过控制氢能燃料电池130和/或蓄能电源140启动，该氢能燃料电池130和/或蓄能电源140可以作为正常部分的主电源110的补充为负载200供电，可以提供该供电系统的供电稳定性。

在一种可能的实现方式中，该控制装置150还配置为，在备电模式中，控制氢能燃料电池130和/或蓄能电源140为负载200供电；正常部分主电源110为制氢子系统120供电；或，控制氢能燃料电池130和/或蓄能电源140为负载200供电，并控制蓄能电源140和/或正常部分主电源110为制氢子系统120供电。

可以理解地，当氢能燃料电池130供电时，该氢能燃料电池130需要大量的氢能。而制氢子系统120能够存储的氢能有限，难以满足该氢能燃料电池130较长时间的供电需求。此时，当该氢能燃料电池130为负载200供电时，可以通过多个主电源110中正常部分主电源110或/和蓄能电源140为该制氢子系统120供电，该制氢子系统120可以在氢能燃料电池130为负载200供电时，同时将正常部分主电源110或/和蓄能电源140的电能转换为氢能，供该氢能燃料电池130使用。

下面继续以供电系统的主电源110为市电电源111与光伏电源112为例，对该供电系统的具体连接方式和进行举例说明：

示例性地，若该供电系统的主电源110为市电电源111与光伏电源112，则该供电系统可以设置为：该光伏电源112的第一端与负载200连接，该光伏电源112的第二端与制氢子系统120的第一端连接。该制氢子系统120的第二端与氢能燃料电池130的第一端连接，氢能燃料电池130的第二端与负载200连接。该市电电源111连接蓄能电源140的第一端与负载200。该蓄能电源140的第二端与光伏电源112连接，蓄能电源140的第三端与负载200连接，蓄能电源140的第四端与制氢子系统120的第三端连接。

当该供电系统的供电模式工作于备电模式时，控制装置150控制该市电电源111关闭，停止供电。并控制该蓄能电源140先启动为负载200供电，该供电系统处于短时不间断应急供电状态。同时，控制装置150控制该氢能燃料电池130启动，为负载200供电。此时，通过电压钳位，该蓄能电源140由放电状态转为充电状态直至充满。另外，控制装置150可以控制该光伏电源112和/或蓄能电源140为制氢子系统120供电。

在上述实现过程中，在备电模式中，氢能燃料电池130为负载200供电，由于氢能燃料电池130供电时，该氢能燃料电池130需要大量的氢能。而制氢子系统120能够存储的氢能有限，难以满足该氢能燃料电池130较长时间的供电需求。此时，通过多个主电源110中正常部分主电源110或/和蓄能电源140为该制氢子系统120供电，该制氢子系统120可以在氢能燃料电池130为负载200供电时，同时将正常部分主电源110或/和蓄能电源140的电能转换为氢能，以供氢能燃料电池130使用，可以提高该氢能燃料电池130的供电稳定性。

在一种可能的实现方式中，该供电系统还包括：电能转换子系统160。

其中，主电源110直接连接次负载220；主电源110通过电能转换子系统160连接主负载210；氢能燃料电池130通过电能转换子系统160连接主负载210和次负载220。

可以理解地，由于主电源110为市电电源111、或其他发电装置提供的电源，该主电源110的电能不一定是负载200可以直接使用的电源。通过在负载200与主电源110之间设置电能转换子系统160，可以将主电源110的电能转换为负载200可以使用的电能。

同样地，该氢能燃料电池130也不一定是负载200可以直接使用的电源。通过在负载200与氢能燃料电池130之间设置电能转换子系统160，可以将氢能燃料电池130的电能转换为负载200可以使用的电能。

这里的电能转换子系统160可以包括直流变换器163、双向变换器161和逆变器162等，该电能转换子系统160的具体类型可以根据实际情况进行选择。逆变器162例如为DC/AC装置，双向变换器161例如为双向AC/DC装置，直流变换器163例如为DC/DC装置。

在一些实施例中，该次负载220也可以通过电能转换子系统160连接主电源110。

在另一些实施例中，该主负载210也可以直接与主电源110连接。

在上述实现过程中，通过设置电能转换子系统160，在各个电源所供电能不能直接用于各个负载200时，可以在相应电源与负载200之间设置电能转换子系统160，将电源的电能转换为负载200可以使用的电能，增加了各个电源与负载200之间的相互连接方式，增加了给供电系统供电多样性。

在一种可能的实现方式中，主电源110包括：光伏电源112，电能转换子系统160包括：逆变器162。

其中，光伏电源112通过逆变器162连接主负载210。

可以理解地，由于光伏电源112产生的电源为直流电源，而主负载210所需要的电源为交流电源，可以通过在光伏电源112与主负载210之间设置逆变器162，以将直流电源转换为主负载210可用的交流电源。

在一些实施例中，该光伏电源112和/或蓄能电源140还可以通过双向变换器161为次负载220供电。

在上述实现过程中，通过在光伏电源112和主负载210之间设置双向变换器161和逆变器162，可以将光伏电源112产生的直流电源转换为主负载210可以使用的交流电源，提高主负载210供电可靠性。

在一种可能的实现方式中，电能转换子系统160包括：直流变换器163、双向变换器161和逆变器162。

其中，氢能燃料电池130通过直流变换器163和逆变器162连接主负载210；氢能燃料电池130通过直流变换器163和双向变换器161连接次负载220。市电电源111通过双向变换器161和逆变器162连接主负载210。

可以理解地，该氢能燃料电池130产生的电能的电压等级可能并不是负载200可以使用的电压等级，通过在氢能燃料电池130与负载200之间设置直流变换器163，该直流变换器163可以将氢能燃料电池130产生的电能转换成负载200需要电压范围的稳定直流电能输出。另外，由于氢能燃料电池130产生的电源为直流电源，而主负载210和次负载220所需要的电源为交流电源，可以通过在氢能燃料电池130与负载200之间设置逆变器162，以将直流电源转换为负载200可用的交流电源。且市电电源111经双向变换器161变换后的电能为直流电源，而主负载210所需要的电源为交流电源，可以通过在市电电源111与主负载210之间设置逆变器162，以将直流电源转换为主负载210可用的交流电源。可以理解地，通常情况下由于次负载220的供电稳定性需求较低，因而未单独配置相应的备用电源。通过设置双向变换器161，可以将氢能燃料电池130和蓄能电源140等备用电源的电能反向共给次负载220使用，进而实现氢能燃料电池130和蓄能电源140等备用电源既可以作为主负载210的备用电源，又可以作为次负载220的备用电源。

下面通过一个设置有市电电压、光伏电源112、蓄能电源140、氢能燃料电池130、主负载210和次负载220的供电电路，进一步示例本申请实施例中该供电系统中各个设备的连接方式及供电方式：

示例性地，如图4所示，该光伏电源112的第一端与逆变器162的第一端连接，逆变器162的第二端与主负载210连接。该光伏电源112的第一端与制氢子系统120的第一端连接。该制氢子系统120的第二端与氢能燃料电池130的第一端连接，氢能燃料电池130的第二端与直流变换器163的第一端连接，该直流变换器163的第二端与逆变器162的第一端连接。该蓄能电源140的第一端与逆变器162的第一端和直流变换器163的第二端连接。该市电电源111的第一端与次负载220连接，该市电电源111的第二端与双向变换器161的第一端连接，该双向变换器161的第二与逆变器162的第一端、直流变换器163的第二端、蓄能电源140的第一端以及光伏电源112的第一端连接。

或，如图5所示，该光伏电源112的第一端与逆变器162的第一端连接，逆变器162的第二端与主负载210连接。该光伏电源112的第二端与制氢子系统120的第一端连接。该制氢子系统120的第二端与氢能燃料电池130的第一端连接，氢能燃料电池130的第二端与直流变换器163的第一端连接，该直流变换器163的第二端与逆变器162的第一端连接。该蓄能电源140的第一端与逆变器162的第一端和直流变换器163的第二端连接。该市电电源111的第一端与次负载220连接，该市电电源111的第二端与双向变换器161的第一端连接，该双向变换器161的第二与逆变器162的第一端、直流变换器163的第二端蓄能电源140的第一端以及光伏电源112的第一端连接。该蓄能电源140的第二端与光伏电源112的第二端连接，该蓄能电源140的第三端与市电电源111的第三端连接。

上述的供电系统的连接方式仅是示例性地，该供电系统的具体连接方式可以根据实际情况进行调整。

在上述实现过程中，通过在氢能燃料电池130和主负载210之间设置直流变换器163和逆变器162，可以将氢能燃料电池130产生的直流电源转换为主负载210可以使用的电压范围内的交流电源。以及通过在氢能燃料电池130和次负载220之间设置直流变换器163和双向变换器161，不仅可以实现氢能燃料电池130的反向供电，还可以将氢能燃料电池130产生的直流电源转换为次负载220可以使用的电压范围内的交流电源，提高主负载210和次负载220的供电可靠性。

在一种可能的实现方式中，该制氢子系统120包括：氢能制取装置121和氢能存储装置122。

其中，氢能制取装置121的第一端与主电源110连接，具体的，氢能制取装置121的第一端可以与主电源110中的光伏电源112连接，氢能制取装置121的第二端与氢能存储装置122的第一端连接；氢能存储装置122的第二端与氢能燃料电池130的第一端连接，氢能燃料电池130的第二端与负载200连接。

这里的氢能制取装置121配置为将主电源110的电能转换为氢能；氢能存储装置122配置为存储氢能制取装置121转换的氢能。

可以理解地，该制氢子系统120在制氢时，需要主电源110或蓄能电源140为该制氢子系统120供电。而主电源110在主电源110正常时才能够为制氢子系统120供电，当该主电源110异常时，氢能燃料电池130需要制氢子系统120产生的氢能为负载200供电。此时，由于主电源110异常，该主电源110可能不能继续为制氢子系统120供电，进而可能导致氢能燃料电池130因为没有氢能而不能作为第一备用电源为负载200供电。通过设置氢能存储装置122，该氢能存储装置122可以用于在存储该氢能制取装置121产生的氢能，并在氢能燃料电池130为负载200供电时，将存储的氢能提供给该氢能燃料电池130。

在上述实现过程中，通过设置氢能存储装置122，可以将氢能制取装置121在主电源110正常情况下制取的氢能进行存储，在主电源110异常情况下，为氢能燃料电池130提供氢能。以在该氢能制取装置121不能及时制氢时，该氢能燃料电池130依然能够有足够的氢能为负载200供电，提高了氢能燃料电池130的供电稳定性和可靠性。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，在该供电系统处于正常模式时，光伏电源112发电，光伏电源112的电能同时供给到主负载210和氢能制取装置121，氢能制取装置121用以制取氢能，氢能存储装置122用于储存氢能制取装置121制取的氢能；若蓄能电源140处于充电状态，该光伏电源112还可以为该蓄能电源140充电；次负载220由市电电源111供电，主负载210由市电电源111和光伏电源112联合供电。

在该供电系统处于备电模式时，市电电源111处于停电状态，蓄能电源140启动，通过逆变器162(DC/AC装置)为主负载210供电，双向变换器161(双向AC/DC装置)转为反向输出为次负载220供电，系统进入由蓄能电源140提供短时不间断应急供电的状态；同时控制装置150收到市电电源111的停电信号，该控制装置150根据该市电电源111的停电信号控制光伏电源112、氢能制取装置121停机，并启动氢能存储装置122、氢能燃料电池130、直流变换器163(DC/DC装置)，氢能发电系统启动至运行状态；由于氢能供电侧的电压大于蓄能电源140侧的电压，蓄能电源140将由放电状态转为充电状态直至充满，主负载210和次负载220转为由氢能发电系统供电。这里的氢能发电系统包括氢能燃料电池130及制氢子系统120。以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供电系统，其特征在于，包括：主电源、制氢子系统、氢能燃料电池与蓄能电源；

所述制氢子系统的第一端与所述主电源连接，所述制氢子系统的第二端与所述氢能燃料电池的第一端连接；所述制氢子系统配置为将所述主电源的电能转换为氢能；

所述主电源与所述氢能燃料电池的第二端均与负载连接；所述氢能燃料电池配置为将所述氢能转换为电能，并作为所述主电源的第一备用电源；

所述蓄能电源与所述负载连接，所述蓄能电源配置为作为所述主电源的第二备用电源；

所述主电源、所述氢能燃料电池以及所述蓄能电源配置为协同向所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括：控制装置；

所述主电源、所述氢能燃料电池与所述蓄能电源均与所述控制装置连接；

所述控制装置配置为获取所述主电源的供电信号；并根据所述供电信号控制所述主电源、所述氢能燃料电池和所述蓄能电源启动或关闭。

3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述控制装置具体配置为，在所述主电源正常工作的情况下，控制所述主电源启动，并控制所述氢能燃料电池和所述蓄能电源关闭，以控制所述供电系统的供电模式工作于正常模式。

4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述控制装置还配置为，在所述正常模式中，控制所述主电源为所述负载和所述制氢子系统供电；或，

控制所述主电源为所述负载、所述制氢子系统和所述蓄能电源供电。

5.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，其中，所述主电源包括多种主电源，所述控制装置具体配置为，在所述多种主电源的部分主电源异常工作的情况下，控制异常部分主电源关闭，并控制所述氢能燃料电池和/或所述蓄能电源启动，以控制所述供电系统的供电模式工作于备电模式。

6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述控制装置还配置为，在所述备电模式中，控制所述氢能燃料电池和/或所述蓄能电源为所述负载供电；正常部分主电源为所述制氢子系统供电；或，

控制所述氢能燃料电池和/或所述蓄能电源为所述负载供电，并控制所述蓄能电源和/或所述正常部分主电源为所述制氢子系统供电。

7.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述负载包括主负载和次负载，所述供电系统还包括：电能转换子系统；

所述主电源直接连接所述次负载；

所述主电源通过所述电能转换子系统连接所述主负载；

所述氢能燃料电池通过所述电能转换子系统连接所述主负载和所述次负载。

8.根据权利要求7所述的供电系统，其特征在于，所述主电源包括：光伏电源，所述电能转换子系统包括：逆变器；

所述光伏电源通过所述逆变器连接所述主负载。

9.根据权利要求7所述的供电系统，其特征在于，所述主电源包括：市电电源，所述电能转换子系统包括：直流变换器、双向变换器和逆变器；

所述氢能燃料电池通过所述直流变换器和所述逆变器连接所述主负载；

所述氢能燃料电池通过所述直流变换器和所述双向变换器连接所述次负载；

所述市电电源通过所述双向变换器和所述逆变器连接所述主负载。

10.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述制氢子系统包括：氢能制取装置和氢能存储装置；

所述氢能制取装置的第一端与所述主电源连接，所述氢能制取装置的第二端与所述氢能存储装置的第一端连接；

所述氢能存储装置的第二端与所述氢能燃料电池的第一端连接，所述氢能燃料电池的第二端与所述负载连接；

其中，所述氢能制取装置配置为将所述主电源的电能转换为氢能；所述氢能存储装置配置为存储所述氢能制取装置转换的氢能。