[发明专利]基于SOFC的电力生成和输送系统及其操作方法

权利要求书

1.一种用于工业设施(102)的电力系统(100)，所述电力系统包括耦合到至少一个DC负载(106)并且耦合到至少一个AC负载(112)的混合固体氧化物燃料电池(HSOFC)系统(120)，其中所述至少一个DC负载定义DC电力需求值，以及所述至少一个AC负载定义AC电力需求值，所述DC电力需求值和所述AC电力需求值定义电力需求比，所述HSOFC系统配置成具有对所述电力需求比基本补足的电力生成比地生成DC电力并且生成AC电力。

2.如权利要求1所述的电力系统(100)，其中，所述电力需求比和所述电力生成比二者定义近似30％AC电力需求、近似30％AC电力生成、近似70％DC电力需求和近似70％DC电力生成。

3.如权利要求1所述的电力系统(100)，其中，所述HSOFC系统(120)包括：

SOFC系统(122)；以及

发动机-发电机单元(133)，耦合成与所述SOFC系统流体联系。

4.如权利要求3所述的电力系统(100)，其中，所述SOFC系统(122)配置成排他地生成DC电力，而所述发动机-发电机单元(133)配置成排他地生成AC电力。

5.如权利要求4所述的电力系统(100)，还包括耦合到所述SOFC系统(122)并且耦合到所述至少一个DC负载(106)的DC/DC转换器(144)。

6.如权利要求1所述的电力系统(100)，还包括：

DC导体(108)，耦合到所述至少一个DC负载(106)；以及

AC导体(114)，耦合到所述至少一个AC负载(112)。

7.如权利要求6所述的电力系统(100)，还包括下列至少一个：

逆变器(160)，耦合到所述DC导体(108)并且耦合到所述AC导体(114)，所述逆变器配置成将所述DC电力的至少一部分转换成AC电力；

AC电力网断路器(180)，耦合到所述AC导体和AC电力网(184)，所述AC电力网断路器配置成促进采用AC电网电力来补充所述AC电力；

变压器(172)，耦合到所述AC导体的一部分；

整流器(170)，耦合到所述AC导体并且耦合到所述DC导体，所述整流器配置成将所述AC电力的至少一部分转换成DC电力；以及

双向AC/DC转换器(211)，配置成将所述AC电力的至少一部分转换成DC电力，并且将所述DC电力的至少一部分转换成AC电力。

8.如权利要求1所述的电力系统(100)，其中，所述HSOFC系统(120)包括：

发动机-发电机单元(133)；以及

黑启动系统(221)，包括耦合到所述发动机-发电机单元的启动器电池(223)和启动驱动器(225)。

9.如权利要求8所述的电力系统(100)，其中：

所述发动机-发电机单元(133)是燃气涡轮发动机；以及

所述启动驱动器(225)是电动马达和柴油机其中之一。

10.一种工业设施(102)，包括：

耦合到至少一个DC负载(106)的直流(DC)电力系统(104)和耦合到所述至少一个DC负载的DC导体(108)，其中所述至少一个DC负载定义DC电力需求值；

耦合到至少一个AC负载(112)的交流(AC)电力系统(110)和耦合到所述至少一个AC负载的AC导体(114)，其中所述至少一个AC负载定义AC电力需求值，所述DC电力需求值和所述AC电力需求值定义电力需求比；以及

混合固体氧化物燃料材料(HSOFC)系统(120)，耦合到所述至少一个DC负载和所述至少一个AC负载，所述HSOFC系统配置成具有对所述电力需求比基本补足的电力生成比地生成DC电力并且生成AC电力。