[发明专利]具有多种工作模式的电站的工作状态自适应控制方法

说明书

本发明具体公开了具有多种工作模式的电站的工作状态自适应控制方法，上述电站包括输出端并联的燃料电池和储能蓄电池，燃料电池输出端串联有单向直流变换器，储能蓄电池输出端串联有双向直流变换器；该控制方法包括如下步骤：实时监测单向直流变换器输出的第一电流、自双向直流变换器向负载输出的或自单向直流变换器向双向直流变换器流入的第二电流以及流入负载的第三电流；如果第三电流在第一预设时长内的变化量超过电流变化阈值；则首先控制第二电流跟踪第三电流的变化而变化，再控制第一电流跟踪第三电流的变化而变化。本发明能解决燃料电池响应速度慢的问题，使燃料电池内部有足够的调整时间，提高了燃料电池的工作寿命和能量利用效率。

技术领域

本发明涉及混合电源供电控制策略技术领域，更为具体来说，本发明为具有多种工作模式的电站的工作状态自适应控制方法。

背景技术

目前，出于节约能源和保护环境的双重考虑，燃料电池发电成为最有发展潜力的发电技术。以铝空气电池(或称为铝空电源)为例，其实际比能量高达500～1000wh/kg且发电过程几乎不影响环境，铝空气电池结构和使用的原料可根据实际环境和要求而变动，具有很强的适应性，能够用于陆上或深海，既可用于动力电池，又可用于长寿命、高比能的信号电池。

以铝空气为代表的的燃料电池虽然具有上述优点，但是其也存在一些不足，下述仍以铝空气电池为例进行详细地说明；(1)铝空气电池的放电特性具有非线性特征，无法满足大负载快速响应的需求；(2)铝空气电池在电容量和峰值负荷方面，其放电能力往往存在不足的情况；(3)在负载突减时，传统的铝空气电池存在能量浪费严重、能量利用率低等问题。

因此，如何使铝空气电池较好地满足大负载快速响应的需求，并提高铝空气电池的放电能力和能量利用率，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决现有铝空气电池存在的大负载响应速度慢、放电能力不足以及能量利用率低等问题，本发明创新地提供了一种具有多种工作模式的电站的工作状态自适应控制方法，该方法能够使电站依据负载状态、燃料电池状态等而工作于多种模式，以满足大负载快速响应的需求，并提高铝空气电池的放电能力和能量利用率。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种具有多种工作模式的电站的工作状态自适应控制方法。

上述电站包括输出端并联的燃料电池和储能蓄电池，燃料电池输出端串联有单向直流变换器，储能蓄电池输出端串联有双向直流变换器；

该控制方法包括如下步骤：

实时监测单向直流变换器输出的第一电流、自双向直流变换器向负载输出的或自单向直流变换器向双向直流变换器流入的第二电流以及流入负载的第三电流；

如果所述第三电流在第一预设时长内的变化量超过电流变化阈值；则首先控制所述第二电流跟踪第三电流的变化而变化，再控制第一电流跟踪所述第三电流的变化而变化。

基于上述的技术方案，本发明能够使得燃料电池(如铝空电池)功率以变换平缓的方式进行输出，从而解决了常规燃料电池存在的动态响应慢的问题，进而显著提高了燃料电池的工作寿命。

进一步地，计算燃料电池输出功率、负载所需功率及蓄电池电压；

如果燃料电池输出功率小于负载所需功率且蓄电池电压大于蓄电池过放电压，则控制单向直流变换器工作于最大功率点跟踪状态且控制双向直流变换器正向工作状态为降压状态。

进一步地，如果燃料电池输出功率大于负载所需功率且蓄电池电压小于蓄电池过放电压且第二电流小于蓄电池最大允许充电电流，则控制单向直流变换器工作于最大功率点跟踪状态且控制双向直流变换器正向工作状态为升压状态；其中，所述第二电流为自所述单向直流变换器向所述双向直流变换器流入的电流。