[发明专利]一种具备黑启动的燃料电池供能系统与供能方法

说明书

本发明涉及一种具备黑启动的燃料电池供能系统与供能方法。本发明包括燃料模块、重整模块、阳极模块、燃料电池堆、储能电池、多输入双向变流器和电网输出模块；燃料模块与重整模块连接，阳极模块与燃料电池堆连接，重整模块与燃料电池堆连接，储能电池分别与燃料电池堆和多输入双向变流器连接，燃料电池堆与多输入双向变流器连接，多输入双向变流器与电网输出模块连接。该燃料电池供能系统具备多种输入切换的燃料电池供能系统，燃料电池供能系统可以通过燃料电池堆向电网供电，也可以通过内部的储能电池向电网供电，实现了根据不同运行需求进行切换。

技术领域

本发明涉及一种具备黑启动的燃料电池供能系统与供能方法，主要应用于商业中心、医院、机场和数据中心等供能场所。

背景技术

燃气分布式能源是指利用天然气为主要燃料，通过冷、热、电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。而燃料电池是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。

有鉴于此，在申请号为201710831088.5的专利文献中公开了一种计及源荷协同恢复的独立微电网黑启动优化方法。

燃料电池发电的排气有很高的温度，具有较高的利用价值，可以提供天然气重整所需热量，也可以用来生产蒸汽，更可以和燃气轮机组成联合循环，非常适用于分布式发电。燃料电池和燃气轮机、蒸汽轮机等组成的联合发电系统不但具有较高的发电效率，同时也具有低污染的环境效益。而燃料电池系统技术成熟度不高，常规的运行方式只能是并网运行，无法在没有电网情况下实现自启动功能，无法为用户提供应急供能目标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的具备黑启动的燃料电池供能系统与供能方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该具备黑启动的燃料电池供能系统，其结构特点在于：包括燃料模块、重整模块、阳极模块、燃料电池堆、储能电池、多输入双向变流器和电网输出模块；所述燃料模块与重整模块连接，所述阳极模块与燃料电池堆连接，所述重整模块与燃料电池堆连接，所述储能电池分别与燃料电池堆和多输入双向变流器连接，所述燃料电池堆与多输入双向变流器连接，所述多输入双向变流器与电网输出模块连接。

进一步地，所述燃料模块、重整模块、阳极模块和燃料电池堆均与多输入双向变流器连接。

进一步地，所述燃料模块与重整模块、阳极模块与燃料电池堆以及重整模块与燃料电池堆均通过管道连接。

进一步地，所述储能电池与燃料电池堆和多输入双向变流器、燃料电池堆与多输入双向变流器以及多输入双向变流器与电网输出模块均通过电缆连接。

进一步地，所述多输入双向变流器包括交流电源模块、一号直流电源模块和二号直流电源模块，所述交流电源模块分别与燃料模块、重整模块、阳极模块和燃料电池堆连接，所述一号直流电源模块与燃料电池堆连接，所述二号直流电源模块与储能电池连接。

进一步地，本发明的另一个技术目的在于提供一种具备黑启动的燃料电池供能系统的供能方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。

一种具备黑启动的燃料电池供能系统的供能方法，其特点在于：所述供能方法如下：

A、燃料电池供能系统在内部集成了输入双向变流器和储能电池，进而燃料电池供能系统实现并网运行；

B、燃料电池供能系统自动并网运行，燃料电池供能系统中的燃料电池堆通过内部的多输入双向变流器进行并网发电，为用户提供电能；