控制供電系統(tǒng)輸出的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣應用技術領域，具體而言，涉及一種控制供電系統(tǒng)輸出的方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有供電系統(tǒng)中，燃料電池是一種將貯存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置，由于不受卡諾循環(huán)的限制，燃料電池的直接發(fā)電效率可高達45%以上，具有環(huán)境友好、能量轉化效率高、壽命長等特點，在航空航天、潛艇、電動車、電站、移動設備、居民家庭等領域存在廣泛的應用前景。
[0003]在燃料電池所屬的燃料電池系統(tǒng)中，該燃料電池系統(tǒng)的開機、運行、關機過程中，一般是由多個燃料電池所組成的電池堆和系統(tǒng)內部的輔助蓄電池共同向負載輸出電能，在此過程中電池堆和蓄電池按照系統(tǒng)級的控制策略進行工作。常規(guī)策略采用兩種方法進行控制:第一種，燃料電池部分接收系統(tǒng)級指令，以固定功率向負載輸出電能；蓄電池作為輔助能源，且負載的功率波動由蓄電池作為緩沖供給/消耗；第二種，燃料電池和蓄電池接收系統(tǒng)級指令都以動態(tài)的方式輸出電能，即P (負載)=P (燃料電池)+P (蓄電池)，P (負載)穩(wěn)定狀態(tài)下，P(燃料電池)和P(蓄電池)為此消彼長的關系，即，當P(燃料電池)降低時，P (燃料電池)降低的功率部分由P (蓄電池)補充。
[0004]具體的，在相關技術中，圖1是現(xiàn)有技術中公開的由系統(tǒng)判斷負載所需功率P的結構圖，如圖1所示，通過系統(tǒng)判斷負載所需要的功率P，進而通過功率輸出控制單元控制燃料電池輸出功率P1,則蓄電池承擔的功率己為:IP-P ! I = P2,如果P在t時刻發(fā)生上漲或下降，則P1調整為t- Δ t時刻的負載功率，多余或不足部分仍有蓄電池P 2承擔。圖2是現(xiàn)有技術提供的控制供電輸出的控制邏輯圖，其中，Pf。為燃料電池輸出功率，P-為負載功率，Pbat為蓄電池功率，T為時間，η為自然數(shù)字量，其中，如圖2所示，從第Τ(η)時間段開始時，根據燃料電池功率輸出控制燃料供給，即，基于上一時間段T(n-l)的系統(tǒng)狀態(tài):Ρ_(η-1)-Pbat (η-1)得到PfJn)，以及負載功率的實時平均功率=Pciut (η)，進一步的依據“Wbat = [Pout (n) -Pfc (η) ] *Tmax (n) ”確定 Tmax (η)，此時判斷 Pciut (η)是否處于 1.2Pfc (η)彡 Pout (η)彡0.8?1；(:(11)，若判斷結果為是，貝11判斷1'(11)是否大于Tmax (η)，若是則進入T (η+1)的時間段；若判斷結果為否，則判斷Τ(η)是否大于Tmin(η)，若是則進入下一 T(η+1)的時間段。這里當判斷T (η)是小于Tmax (η)，或T (η)小于Tmin (η)時，則重新確定Pciut (η)。
[0005]由上可知，在現(xiàn)有技術中，只考慮了負載功率變化所導致的系統(tǒng)內部燃料電池和蓄電池之間的耦合工作變化，該情況僅僅針對燃料電池堆處于穩(wěn)態(tài)輸出狀態(tài)，但是，燃料電池堆是由多節(jié)單電池組成的串聯(lián)形式組成的，若該燃料電池堆中的一節(jié)單電池或多個單電池發(fā)生性能下降的現(xiàn)象，即電池堆處于失穩(wěn)狀態(tài)，蓄電池將提升輸出功率，但是若燃料電池堆的節(jié)電池電壓繼續(xù)下降，則將導致蓄電池無法補充損失功率，進而燃料電池系統(tǒng)發(fā)生供電不足最終發(fā)生電力中斷的事故。
[0006]針對上述由于燃料電池堆內出現(xiàn)的節(jié)電池電壓持續(xù)下降，導致燃料電池系統(tǒng)發(fā)生供電不足導致電力中斷的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明實施例提供了一種控制供電系統(tǒng)輸出的方法、裝置及系統(tǒng)，以至少解決由于燃料電池堆內出現(xiàn)的節(jié)電池電壓持續(xù)下降，導致燃料電池系統(tǒng)發(fā)生供電不足導致電力中斷的技術問題。
[0008]根據本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種控制供電系統(tǒng)輸出的方法，包括:在預設單位時間內，檢測燃料電池堆內的至少一節(jié)電池的電壓是否低于預設閾值；當檢測結果為是時，以燃料電池堆內的最小節(jié)電壓調節(jié)燃料電池堆的第一輸出功率，得到第二輸出功率，第二輸出功率小于第一輸出功率；判斷供電系統(tǒng)的輔助電源是否過倍率放電；當判斷結果為否時，修復燃料電池堆，并將第二輸出功率調節(jié)至第一輸出功率。
[0009]根據本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種控制供電系統(tǒng)輸出的裝置，包括:第一檢測模塊，用于在預設單位時間內，檢測燃料電池堆內的至少一節(jié)電池的電壓是否低于預設閾值；第一調節(jié)模塊，用于當檢測結果為是時，以燃料電池堆內的最小節(jié)電壓調節(jié)燃料電池堆的第一輸出功率，得到第二輸出功率，第二輸出功率小于第一輸出功率；判斷模塊，用于判斷供電系統(tǒng)的輔助電源是否過倍率放電；修復模塊，用于當判斷結果為否時，修復燃料電池堆，并將第二輸出功率調節(jié)至第一輸出功率。
[0010]根據本發(fā)明實施例的又一個方面，提供了一種控制供電系統(tǒng)輸出的系統(tǒng)，包括:負載、燃料電池堆、對應燃料電池堆的燃料供給控制裝置、輔助電源、對應輔助電源的輔助電源狀態(tài)監(jiān)測裝置、第一電力變換裝置、第二電力變換裝置和功率輸出控制模塊，其中，負載，分別與第一電力變換裝置、燃料電池堆和輔助電源的輸出端電連接，用于接收與第一電力變換裝置電連接的交流電的輸出功率，和/或燃料電池堆輸出的第一輸出功率以及輔助電源輸出的第三輸出功率；在預設單位時間內，與燃料電池堆電連接的燃料供給控制裝置檢測燃料電池堆內的至少一節(jié)電池的電壓是否低于預設閾值；當檢測結果為是時，與燃料電池堆的輸出端電連接的第二電力變換裝置依據燃料電池堆內的最小節(jié)電壓調節(jié)第一輸出功率，得到第二輸出功率，第二輸出功率小于第一輸出功率；輔助電源狀態(tài)監(jiān)測裝置判斷輔助電源是否過倍率放電；當判斷結果為否時，功率輸出控制模塊修復燃料電池堆，并由第二電力變換裝置將第二輸出功率調節(jié)至第一輸出功率。
[0011 ] 在本發(fā)明實施例中，通過在預設單位時間內，檢測燃料電池堆內的至少一節(jié)電池的電壓是否低于預設閾值；當檢測結果為是時，以燃料電池堆內的最小節(jié)電壓調節(jié)燃料電池堆的第一輸出功率，得到第二輸出功率，第二輸出功率小于第一輸出功率；判斷供電系統(tǒng)的輔助電源是否過倍率放電；當判斷結果為否時，修復燃料電池堆，并將第二輸出功率調節(jié)至第一輸出功率，達到了維持燃料電池系統(tǒng)功率穩(wěn)定輸出的目的，從而實現(xiàn)了避免燃料電池系統(tǒng)發(fā)生供電不足導致電力中斷的技術效果，進而解決了由于燃料電池堆內出現(xiàn)的節(jié)電池電壓持續(xù)下降，導致燃料電池系統(tǒng)發(fā)生供電不足導致電力中斷的技術問題。
【附圖說明】
[0012]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0013]圖1是現(xiàn)有技術中公開的由系統(tǒng)判斷負載所需功率P的結構圖；
[0014]圖2是現(xiàn)有技術提供的控制供電輸出的控制邏輯圖；
[0015]圖3是根據本發(fā)明實施例的控制供電系統(tǒng)輸出的方法的流程示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明實施例提供的供電輸出控制策略；
[0017]圖5是根據本發(fā)明實施例二的一種可選的控制供電系統(tǒng)輸出的裝置的結構示意圖；
[0018]圖6是根據本發(fā)明實施例提供的一種控制供電系統(tǒng)輸出的裝置的結構示意圖；
[0019]圖7是根據本發(fā)明實施例提供的另一種控制供電系統(tǒng)輸出的裝置的結構示意圖；
[0020]圖8是根據本發(fā)明實施例提供的又一種控制供電系統(tǒng)輸出的裝置的結構示意圖；
[0021]圖9是根據本發(fā)明實施例提供的再一種控制供電系統(tǒng)輸出的裝置的結構示意圖；
[0022]圖10是根據本發(fā)明另一實施例提供的一種控制供電系統(tǒng)輸出的裝置的結構示意圖；以及，
[0023]圖11是根據本發(fā)明實施例提供的一種控制供電系統(tǒng)輸出的系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025]需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、