[發(fā)明專利]氫燃料電池接入中壓直流配電網(wǎng)的系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011201708.5
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112383043A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟黨國;王文萃;程曉絢;任軍輝;張樹楠
• 申請（專利權(quán)）人: 西安西電電力系統(tǒng)有限公司;中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;周曉飛

本發(fā)明提供了一種氫燃料電池接入中壓直流配電網(wǎng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：氫燃料電池PEMFC等效模型、分別與PEMFC等效模型和低壓直流LVDC系統(tǒng)連接DC/DC等效模型、分別與LVDC系統(tǒng)與中壓直流MVDC系統(tǒng)連接的固態(tài)變壓器SST模型，其中，所述DC/DC等效模型包括多個并聯(lián)的交錯電流饋電全橋ICFFB變換器；所述SST模型包括多個級聯(lián)的雙主動全橋DAB模塊。本發(fā)明可以實現(xiàn)氫燃料電池接入中壓直流配電網(wǎng)，結(jié)構(gòu)簡單，效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及主動配電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種氫燃料電池接入中壓直流配電網(wǎng)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來隨著越來越多的分布式電源與負載接入電網(wǎng)，并且這些電源與設(shè)備在用戶側(cè)呈現(xiàn)出更為明顯的趨勢。尤其目前可再生能源接入電網(wǎng)的迫切需求，使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復雜，用戶對電能質(zhì)量、供電可靠性、節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟安全性均具有較高要求。相比于交流配電網(wǎng)，在用戶側(cè)構(gòu)建直流配電網(wǎng)具有較好的經(jīng)濟型和適用性。

由于光伏和風電等分布式電源均具有隨機和間歇性問題，因此在設(shè)計過程中配置良好的發(fā)電系統(tǒng)可優(yōu)化配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。PEMFC(Proton Exchange Membrane FuelCell,質(zhì)子交換膜燃料電池)采用聚合物膜作為電解質(zhì)，是目前工業(yè)化程度最高、應用最廣泛的燃料電池。該燃料電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無污染等優(yōu)點，是可替代化石燃料有效動力技術(shù)之一，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟的目標。

氫燃料電池是PEMFC的一種，由于PEMFC輸出電壓低，若采用大量電池模塊串接的方式會降低該燃料電池的效率，因此需研究出一種適用于氫燃料電池接入直流配電網(wǎng)的方法。

而目前缺乏一種有效的氫燃料電池接入直流配電網(wǎng)的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提出一種氫燃料電池接入中壓直流配電網(wǎng)的系統(tǒng)，可實現(xiàn)氫燃料電池接入中壓直流配電網(wǎng)，結(jié)構(gòu)簡單，效率高，該系統(tǒng)包括：

氫燃料電池PEMFC等效模型、分別與PEMFC等效模型和低壓直流LVDC系統(tǒng)連接DC/DC等效模型、分別與LVDC系統(tǒng)與中壓直流MVDC系統(tǒng)連接的固態(tài)變壓器SST模型，其中，

所述DC/DC等效模型包括多個并聯(lián)的交錯電流饋電全橋ICFFB變換器；

所述SST模型包括多個級聯(lián)的雙主動全橋DAB模塊。

在本發(fā)明實施例中，通過氫燃料電池PEMFC等效模型、DC/DC等效模型、固態(tài)變壓器SST模型這三部分可實現(xiàn)氫燃料電池有效接入中壓直流配電網(wǎng)，且所述DC/DC等效模型包括多個并聯(lián)的交錯電流饋電全橋ICFFB變換器；所述SST模型包括多個級聯(lián)的雙主動全橋DAB模塊，即三個模塊結(jié)構(gòu)簡單易實現(xiàn)；最后達到的效果好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例中氫燃料電池接入中壓直流配電網(wǎng)的系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中DC/DC等效模型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中ICFFB變換器的控制電路的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中SST模型的控制電路的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中MVDC系統(tǒng)、LVDC系統(tǒng)輸出電壓波形及氫燃料電池輸出電流波形示意圖。

具體實施方式