[实用新型]一种基于燃料电池的微网结构

说明书

本实用新型提供了一种基于燃料电池的微网结构，包括，包括分别连接于直流母线的发电单元、储能单元和负载单元，所述的发电单元包括燃电单元和光伏单元，所述的储能单元包括分别连接于所述直流母线的蓄电池和直流恒流电源，所述的发电单元、储能单元和负载单元均连接于能源控制系统。本方案同时将燃电单元、光伏单元、风力单元加入微网中，结合各种发电类型，满足大部分时候的发电量需求；发电单元同时给蓄电池充电和为负载供电，且所有发电单元接入一个蓄电池，无需各自设置蓄电池，便于对蓄电池的统一管理，同时简化微网结构。

技术领域

本实用新型属于微电网技术领域，尤其是涉及一种基于燃料电池的微网结构。

背景技术

微网，也叫微电网，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。

随着燃料发电技术的成熟，燃料电池发电渐渐地被引入微电网中。燃料电池作为一种新型的绿色能源，可使用甲醇、氨水等液态燃料，具有能量密度大，转换效率高、稳定无噪音等特点，将燃料电池作为补充电源，与光伏、蓄电池联合，构成“光伏-蓄电池-燃料电池”“光-蓄-燃”互补发电系统，能够在一定程度上平抑光伏发电的功率波动，并弥补蓄电池容量不足的问题。如中国专利公开了一种光-蓄-燃互补发电系统[申请号：CN201921254007.0]，包括光伏阵列和高温固体氧化物燃料电池，所述光伏阵列和高温固体氧化物燃料电池的输出端分别通过第一电能转换电路和第二电能转换电路连接于直流母线，所述直流母线通过第三电能转换电路连接于直流负载，所述直流母线通过第一双向电能转换电路和第二双向电能转换电路分别连接于光伏蓄电池和燃蓄电池，所述光伏阵列、高温固体氧化物燃料电池、光伏蓄电池、燃蓄电池和直流负载均连接于控制器。

但是上述方案存在一定的缺陷，例如在发电电能不够用的情况下容易出现蓄电池过放的问题等。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种基于燃料电池的微网结构。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种基于燃料电池的微网结构，包括分别连接于直流母线的发电单元、储能单元和负载单元，所述的发电单元包括燃电单元和光伏单元，所述的储能单元包括分别连接于所述直流母线的蓄电池和直流恒流电源，所述的发电单元、储能单元和负载单元均连接于能源控制系统。

在上述的基于燃料电池的微网结构中，所述的燃电单元包括燃料发电单元和第一DC/DC变换器，所述的燃料发电单元通过所述的第一DC/DC变换器连接于所述的直流母线，所述的第一DC/DC变换器和燃料发电单元均连接于所述的能源控制系统。

在上述的基于燃料电池的微网结构中，所述的燃料发电单元包括SOFC发电单元。

在上述的基于燃料电池的微网结构中，所述的光伏单元包括光伏发电单元和第二DC/DC变换器，所述的光伏发电单元通过所述的第二DC/DC变换器连接于所述的直流母线，所述的光伏发电单元和第二DC/DC变换器均连接于所述的能源控制系统。

在上述的基于燃料电池的微网结构中，所述的第二DC/DC变换器包括有两个PI控制器，所述的光伏单元通过恒电压控制法向直流母线输出恒定电压。

在上述的基于燃料电池的微网结构中，所述的发电单元还包括风力单元。

在上述的基于燃料电池的微网结构中，所述的风力单元包括风力发电单元和AC/DC变换器，所述的风力发电单元通过所述的AC/DC变换器连接于所述的直流母线，且所述的风力发电单元和AC/DC变换器均连接于所述的能源控制系统。

在上述的基于燃料电池的微网结构中，所述的储能单元还包括连接于所述蓄电池和能源控制系统的电池管理系统。

在上述的基于燃料电池的微网结构中，所述的蓄电池通过双向DC/DC变换器连接于所述的直流母线。