[發明專利]光氫儲能供電裝置及其供電方法

在審

• 申請號: 201811619954.5
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109599935A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 詹躍東;梁波;姚登杰;譚耀純;楊華政;李政;莊桓鑫
• 申請（專利權）人: 佛山索弗克氫能源有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J15/00
• 代理公司: 佛山市科順專利事務所 44250
• 代理人: 梁紅纓

1.一種光氫儲能供電裝置，其特征在于包括AC/DC整流器（1）、DC/AC逆變器（2）、多路開關（3）、PV陣列（5）、DC/DC變換器（7）、PEM電池堆（8）、鋰電池組（10）、光伏逆變控制器（11）、PEM控制器（12）及電池控制器（13）；所述多路開關（3）的第一選擇端a及 AC/DC整流器（1）的輸入端分別與外界市電電連接；所述DC/AC逆變器（2）的輸入端分別與AC/DC整流器（1）的輸出端、DC/DC變換器（7）的輸出端及鋰電池組（10）的輸入輸出端電連接，DC/AC逆變器（2）的輸出端與多路開關（3）的第二選擇端c電連接，多路開關（3）的控制端b向外界負載供電，DC/DC變換器（7）的輸入端分別與PV陣列（5）及PEM電池堆（8）的輸出端電連接；所述光伏逆變控制器（11）的信號輸入端分別與PV陣列（5）及鋰電池組（10）的信號輸出端連接，光伏逆變控制器（11）的信號輸出端分別與AC/DC整流器（1）、DC/AC逆變器（2）、多路開關（3）及DC/DC變換器（7）的信號輸入端連接，所述電池控制器（13）的信號輸入端與鋰電池組（10）的信號輸出端連接，電池控制器（13）的信號輸入輸出端分別與光伏逆變控制器（11）的信號輸入輸出端及PEM控制器（12）的信號輸入輸出端連接，所述PEM控制器（12）的信號輸出端與PEM電池堆（8）的信號輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的光氫儲能供電裝置，其特征在于還包括第一二極管（6）及第二二極管（9）；所述PV陣列（5）的輸出端與第一二極管（6）的陽極電連接，所述PEM電池堆（8）的輸出端與第二二極管（9）的陽極電連接，所述DC/DC變換器（7）的輸入端分別與第一二極管（6）及第二二極管（9）的陰極電連接。

3.根據權利要求1所述的光氫儲能供電裝置的供電方法，其特征在于光氫儲能供電裝置的供電方法包括四種供電模式，第一種是PV陣列（5）與鋰電池組（10）共同供電模式，第二種是PEM電池堆（8）與鋰電池組（10）共同供電模式，第三種是市電與鋰電池組（10）共同供電模式，第四種是單獨市電供電模式；

當采用第一種供電模式時，PV陣列（5）在日照下按最大功率點跟蹤的MPPT模式工作，一部分PV陣列（5）的輸出電流依次通過DC/DC變換器（7）、DC/AC逆變器（2）、多路開關（3）的第二選擇端c及多路開關（3）的控制端b后為負載供應交流電，與此同時，還有一部分PV陣列（5）的輸出電流通過DC/DC變換器（7）后為鋰電池組（10）充電，當鋰電池組（10）的剩余電量≥90%時，充電結束；在無日照條件或PV陣列（5）的輸出電流不足時，光伏逆變控制器（11）輸出信號給DC/DC變換器（7），使DC/DC變換器（7）停止工作，DC/DC變換器（7）停止工作后，由鋰電池組（10）經DC/AC逆變器（2）單獨為負載供電，直到鋰電池組（10）的剩余電量≤10%；在第一種供電模式下，鋰電池組（10）單獨為負載供電，直到鋰電池組（10）剩余電量≤10%后，開啟第二種供電模式供電；

當采用第二種供電模式時，所述電池控制器（13）給PEM控制器（12）發送信號，控制PEM電池堆（8）冷啟動，一部分PEM電池堆（8）的輸出電流依次通過DC/DC變換器（7）、DC/AC逆變器（2）、多路開關（3）的第二選擇端c及多路開關（3）的控制端b后為負載供應交流電，與此同時，還有一部分PEM電池堆（8）的輸出電流經DC/DC變換器（7）為鋰電池組（10）充電，當鋰電池組（10）的剩余電量≥90%時，充電結束；當PEM電池堆（8）中的氫氣全部消耗完后，光伏逆變控制器（11）輸出信號給DC/DC變換器（7），使DC/DC變換器（7）停止工作，DC/DC變換器（7）停止工作后，由鋰電池組（10）經DC/AC逆變器（2）單獨為負載供電，直到鋰電池組（10）的剩余電量≤10%；在第二種供電模式供電模式下，鋰電池組（10）單獨為負載供電，直到鋰電池組（10）剩余電量≤10%后，開啟第三種供電模式；

當采用第三種供電模式時，所述光伏逆變控制器（11）發送信號給AC/DC整流器（1），從而使一部分市電通過AC/DC整流器（1）、DC/AC逆變器（2）、多路開關（3）的第二選擇端c及多路開關（3）的控制端b端為負載供應交流電，與此同時，另一部分市電經AC/DC整流器（1）為鋰電池組（10）充電，當鋰電池組（10）剩余電量≥90%時，鋰電池組（10）充電結束；

在無日照，或PV陣列（5）的輸出電流不足出力不足，或PEM電池堆（8）中氫氣全部消耗完，或鋰電池組（10）剩余電量≤10%，或AC/DC整流器（1）、DC/AC逆變器（2）及DC/DC變換器（7）其中一個部件出現故障時，采用第四種供電模式，光伏逆變控制器（11）控制多路開關（3），從而使市電經多路開關（3）的第一選擇端a及多路開關（3）的控制端b后為負載供電。

4.根據權利要求3所述的光氫儲能供電裝置的供電方法，其特征在于還包括第一二極管（6）及第二二極管（9）；所述PV陣列（5）的輸出端與第一二極管（6）的陽極電連接，所述PEM電池堆（8）的輸出端與第二二極管（9）的陽極電連接，所述DC/DC變換器（7）的輸入端分別與第一二極管（6）及第二二極管（9）的陰極電連接。