[发明专利]利用快速负荷恢复程序恢复高温燃料电池的高功率输出操作的方法和系统

权利要求书

1.一种燃料电池系统，包括：

燃料电池；

功率负荷控制器，用于基于功率输出设置点控制该燃料电池系统的功率输出；

其中，在负荷从高负荷下降到低负荷并且其后恢复斜升到高目标功率输出的能力时，该控制器被适配为在满足一个或多个预定条件的全部的情况下通过控制所述燃料电池系统的功率输出以第一预定速率从对应于所述低负荷的功率输出增大到对应于所述高负荷的所述高目标功率输出来执行快速负荷恢复程序，并且在不满足所述一个或多个预定条件中的至少一个的情况下所述控制器通过控制所述功率输出以第二预定速率增大到对应于所述高目标功率输出的功率输出来执行标准负荷恢复程序，以及

其中所述第一预定速率大于所述第二预定速率。

2.根据权利要求1的燃料电池系统，其中：

所述燃料电池系统接收输入燃料、输入水和输入氧化剂；

所述燃料电池系统还包括用于将输入燃料和输入水结合以产生被加湿的燃料的加湿组件；以及

所述燃料电池具有用于接收被加湿的燃料的阳极以及用于接收该输入氧化剂的阴极。

3.根据权利要求2的用于接收输入燃料和输入氧化剂的燃料电池系统，其中所述控制器通过控制至少所述输入燃料和输入水的流速来控制所述功率输出，并且所述控制器控制所述输入燃料和输入水的流速使得在执行所述快速负荷恢复程序期间碳与水汽的比值是恒定的。

4.根据权利要求3的燃料电池系统，其中所述控制器控制所述输入氧化剂的流速。

5.根据权利要求1的燃料电池系统，其中所述一个或多个预定条件包括第一条件，所述第一条件为在从高负荷到低负荷的负荷下降与斜升到所述高目标功率输出的能力的恢复之间经过的时间段等于或小于第一预定时间段。

6.根据权利要求5的燃料电池系统，其中所述一个或多个预定条件还包括第二条件，所述第二条件为自前一次快速负荷恢复程序完成以来经过的时间段等于或大于第二预定时间段。

7.根据权利要求6的燃料电池系统，其中所述一个或多个预定条件还包括第三条件，所述第三条件为在所述燃料电池系统中没有电力警报被启动。

8.根据权利要求6的燃料电池系统，其中所述第一预定时间段为15分钟，所述第二预定时间段为90分钟。

9.根据权利要求8的燃料电池系统，其中所述第一预定速率为50kW/min，所述第二预定速率为0.5kW/min。

10.根据权利要求1的燃料电池系统，其中所述燃料电池系统连接到电网，并且所述负荷由所述控制器来设置。

11.根据权利要求1的燃料电池系统，其中所述燃料电池系统独立于电网并且所述负荷由连接到所述燃料电池系统的一个或多个耗电装置来确定。

12.一种操作具有燃料电池的燃料电池系统的方法，包括以下步骤：

通过控制器基于功率输出设置点和所述系统的所检测的负荷的改变来控制该燃料电池系统的功率输出，使得在所述负荷从高负荷下降到低负荷并且其后恢复斜升到高目标功率输出的能力时，在满足一个或多个预定条件的全部的情况下通过控制所述燃料电池系统的功率输出以第一预定速率从对应于所述低负荷的功率输出增大到对应于所述高负荷的所述高目标功率输出来执行快速负荷恢复程序，并且在不满足所述预定条件中的至少一个的情况下通过控制所述功率输出以第二预定速率增大到所述高目标功率输出来执行标准负荷恢复程序，

其中所述第一预定速率大于所述第二预定速率。

13.根据权利要求12的方法，其中：

所述燃料电池系统被提供有输入燃料、水和氧化剂；

所述燃料电池系统还包括用于将输入燃料和输入水结合以产生被加湿的燃料的组件；以及

所述燃料电池具有用于接收被加湿的燃料的阳极以及用于接收该输入氧化剂的阴极。

14.根据权利要求13的操作燃料电池系统的方法，其中控制所述燃料电池的所述功率输出的步骤包括控制至少输入燃料和输入水的流速，并且其中控制所述输入燃料和所述输入水的所述流速使得在执行所述快速负荷恢复程序期间所述燃料的碳与水汽的比值是恒定的。