[发明专利]一种氢能燃料电池直流微网系统及控制方法

说明书

本发明涉及微电网技术领域，具体涉及一种氢能燃料电池直流微网系统及控制方法，包括电网，中高压直流线路，与中高压直流线路连接的第一直流分路，与第一直流分路连接的低压直流模块，与所述第一直流分路连接的分布式发电系统，所述分布式发电系统包括氢能燃料电池发电模块和储能模块；能源信息控制系统。本发明设置了能源信息控制系统，各个组成部分均与能源信息控制系统通信连接，能源信息控制系统通过能源数据模块采集各组成部分的运行数据，并根据采集的运行数据，使用算法计算整个系统的供需功率平衡，同时设置了两条高压直流母线，增强了微网系统的抗干扰能力，保证在电力故障或电压闪变、电压跌落的发生时，供电系统不会崩溃。

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，具体涉及一种氢能燃料电池直流微网系统及控制方法。

背景技术

微电网（Micro-Grid）也译为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。长期以来，直流微网相关技术的研发一直受到各界的广泛关注。瑞典、日本、法国和美国等国家的通信公司已于20 世纪90 年代开始了300～400V 数据中心直流配电的研究和介绍。另外，军舰、航空和自动化系统的直流区域配电，尤其是电力牵引直流供电技术已然成熟，这为直流微网的推广应用提供了良好的契机。如今，在住宅直流供电方面，欧盟、日本和美国纷纷开始了相关方面的研究和示范工程。我国在直流微网的研究方面还处于起步阶段，随着政府对新能源开发的日益重视和越来越多的直流家电技术得到推广和应用，直流微网将具有广阔的发展空间。

然而，直流微网的发展仍有许多技术问题需要解决，如直流微网系统的工作容量有限，抗扰动能力弱。直流微网工作时，可能出现分布式单元输出功率的突变、大面积负荷的瞬时接入或脱落、并网切换到孤网或孤网到并网等瞬态变化过程，这些瞬态事件的发生会引起直流母线电压的瞬态上升或下降，称其为电压闪变和电压跌落。电压闪变和电压跌落的发生，不仅会给电子设备的正常运行带来不利，还很可能使控制系统发生误动作，最终导致整个直流微网系统的崩溃。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种氢能燃料电池直流微网系统，以及一种基于前述氢能燃料电池直流微网系统的控制方法。

本发明采用如下方案实现：

一种氢能燃料电池直流微网系统，包括电网，氢能燃料电池直流微网系统还包括：中高压直流线路，所述中高压直流线路与电网连接；第一直流分路，所述第一直流分路与中高压直流线路连接，第一直流分路还连接有至少一个中高压负载；低压直流模块，所述低压直流模块与第一直流分路连接；与所述第一直流分路连接的分布式发电系统，所述分布式发电系统包括氢能燃料电池发电模块和储能模块；能源信息控制系统，所述能源信息控制系统与第一直流分路、分布式发电系统、低压直流模块中高压负载通信连接；所述中高压直流线路包括第一中高压直流母线和第二中高压直流母线，且所述第一中高压直流母线和第二中高压直流母线之间连接有直流断路器。

进一步的，所述低压直流模块包括与第一直流分路连接的低压直流母线，与低压直流母线连接的第二直流分路，与第二直流分路连接的至少一个低压负载，所述第二直流分路、低压负载均与能源信息控制系统通信连接。

进一步的，所述第一直流分路和第二中高压直流母线均通过AC/DC变换器与电网连接，且所述AC/DC变换器与能源信息控制系统通信连接。

进一步的，所述氢能燃料发电模块、储能模块、中高压负载、低压负载、AC/DC变换器均设置有用于采集能源信息的能源信息数据模块。

进一步的，所述第一直流分路通过DC/DC变换器与低压直流母线连接，且所述DC/DC变换器设置有用于采集能源信息的能源信息数据模块。

进一步的，所述低压负载的负载额定功率≤500W，所述中高压负载的负载功率＞500W。

进一步的，所述能源信息监控系统还连接有远程监控端。