[发明专利]一种兆瓦级电站及其控制方法

权利要求书

1.一种兆瓦级电站，其特征在于，包括：

制氢单元，包括：输入电调理子单元、输入水调理子单元、电解槽子单元以及氢气纯化子单元；所述输入电调理子单元，用于对输入制氢单元的电能进行调理，输出端与所述电解槽子单元电连接；所述输入水调理子单元的输入端为自来水接口，输出端与所述电解槽子单元相连；所述电解槽子单元，由多槽串并联的质子交换膜组成，输出端与所述氢气纯化子单元相连；其中，所述输入电调理子单元的电能来源为电网的低谷电；

储氢单元，包括：第一氢气调理子单元以及气体存储子单元；所述第一氢气调理子单元的输入端与电解槽相连，输出端与所述气体存储子单元；

发电单元，包括：第二氢气调理子单元、燃料电池子单元以及输出电调理子单元；所述第二氢气调理子单元的输入端与所述气体存储子单元相连，输出端与所述燃料电池子单元相连；所述燃料电池子单元，由多堆串并联的燃料电池组组成；所述输出电调理子单元的输入端与所述燃料电池子单元电连接，输出端与电网相连；

水热单元，包括：热交换子单元以及储热供热子单元；所述热交换子单元用于为所述制氢单元降温；所述储热供热子单元用于存储及利用所述热交换子单元获取的热量。

2.根据权利要求1所述的兆瓦级电站，其特征在于，所述输入电调理子单元的电能来源还包括可再生能源。

3.根据权利要求1所述的兆瓦级电站，其特征在于，所述输入电调理子单元包括AC/DC整流设备以及变压器；所述AC/DC整流设备用于将电网输入的交流电变换为直流电，所述变压器用于对所述直流电降压。

4.根据权利要求1所述的兆瓦级电站，其特征在于，所述输入水调理子单元包括：纯水装置和原料水箱，所述纯水装置用于对所述原料水箱中的水进行纯化。

5.根据权利要求1所述的兆瓦级电站，其特征在于，所述氢气纯化子单元包括氢氧分离器以及气体冷却器，所述氢氧分离器用于将所述电解槽子单元电解出的氢气与氧气分离，所述气体冷却器用于冷却氢气与氧气。

6.根据权利要求1所述的兆瓦级电站，其特征在于，所述第一氢气调理子单元包括气水分离器、脱氧器、干燥器、中压缓冲罐以及氢气压缩机，所述气水分离器用于将所述氢气纯化子单元输出的氢气中的水分分离出去，所述脱氧器用于除去氢气中的氧气，所述干燥器用于对所述氢气进行干燥，所述氢气压缩机用于对氢气进行压缩，所述中压缓冲罐以及氢气压缩机用于对氢气进行压缩。

7.根据权利要求1所述的兆瓦级电站，其特征在于，所述第二氢气调理子单元包括氢气减压阀组、氢气回流风机以及空气压缩机，氢气依次经氢气减压阀组和氢气回流风机进入所述燃料电池子单元。

8.根据权利要求1所述的兆瓦级电站，其特征在于，所述输出电调理子单元包括AC/DC转换器和升压变，所述AC/DC转换器用于将所述燃料电池子单元输出的直流电变换为交流电，所述升压变用于对所述交流电升压，所述燃料电池子单元输出的电能经所述AC/DC转换器和所述升压变后并网。

9.根据权利要求1所述的兆瓦级电站，其特征在于，所述热交换子单元为水冷式散热系统，所述储热供热子单元包括储热水箱和供热泵，所述热交换子单元中的部分热水存储于所述储热水箱中，以供生活用热水及暖气设施用热水。

10.一种兆瓦级电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于如权利要求1-9任一项所述兆瓦级电站，所述控制方法包括：

当气体存储子单元中的氢气压力处于设定范围时，或氢气压缩机启动按钮启动时，控制氢气压缩机启动；当气体存储子单元中的氢气压力不处于设定范围时，或氢气压缩机关闭按钮按下时，控制氢气压缩机关闭；

当热交换子单元中循环泵启动按钮启动时，或电解启动时，控制循环泵开启；当输入电调理子单元中的AC/DC整流设备停机且电解槽的温度小于设定值时，或循环泵停止按钮按下时，控制循环泵关闭；

当制氢单元中的水箱液位低于第一设定值时，或水箱补水按钮启动时，控制原料补水电磁阀开启；当水箱液位高于第二设定值时，或水箱补水关闭按钮按下时，控制原料补水电磁阀关闭；

当任一燃料电池循环水出口的温度大于预设温度时，控制发电单元停机；

当任一燃料电池的氢气与空气压力差大于预设压差时，控制发电单元停机；

当任一燃料电池的电池电压低于预设电压值时，控制发电单元停机；

当发电单元氢气总入口压力大于第一预设压力值时，控制发电单元停机；

当发电单元氢气总入口压力低于第二预设压力值时，控制发电单元停机；

当发电单元氢气浓度高于设定浓度值时，控制发电单元停机；

当燃料电池集水罐液位大于设定阈值时，控制发电单元停机；

当发电单元的电流大于设定电流值时，控制发电单元停机；

当逆变器故障时，控制发电单元停机。