[发明专利]PCS变流器输入侧直流电压自适应模组及燃料电池发电装置

说明书

本发明提供一种PCS变流器输入侧直流电压自适应模组及燃料电池发电装置，该模组包括：第一电路，其用以连接燃料电池；第二电路，其用以连接PCS变流器输入侧；调压电路，调压电路设有负载和控制开关；以及电压传感器，其用以检测PCS变流器输入侧输入电压；其中，当PCS变流器通过该模组与燃料电池连接时，PCS变流器输入侧与调压电路并联设置。本发明的有益效果：本发电装置初始启动时，在输出电压高于PCS变流器的启动电压而无法启动PCS变流器时，通过调压电路中负载的接入，并且随着负载功率的提升，燃料电池的输出电流上升、输出电压下降，直到燃料电池的输出电压满足PCS变流器的启动电压时，自动启动PCS变流器，实现燃料电池发电装置的启动。

技术领域

本发明涉及燃料电池发电设备技术领域，尤其涉及一种PCS变流器输入侧直流电压自适应模组及燃料电池发电装置。

背景技术

氢储能技术，相比传统能源，可以实现气、液、固三态存储，存储过程自耗少、能量密度高、生产方式多样，并可通过制氢和发电，去配合发电厂完成调峰、调频工作，相对以上技术，尤其在装机容量、发电时长等方面，均有着无可比拟的优势。

储能电站并网侧装机功率往往都在MW级以上，目前，常规接入电网的PCS变流器(储能变流器)输入侧直流电压一般设定在500-900VDC，并有输入电压超压保护机制，当超出电压范围PCS变流器将无法启动，输出侧交流电压则在320-400VAC。但是氢燃料电池发电站，电堆单堆功率也就百kW级，为了最大化的实现燃料电池系统单机功率，减少辅机数量和整个系统的复杂程度，均需采用多个电堆堆叠，再通过串联的方式，去尽力实现提升单机系统功率的目的。

PCS变流器在工作时，为最大限度的保证其转换效率，选定的额定工作电压应靠近上限，如标准PCS变流器的额定工作电压为800V；燃料电池工作时，单片燃料电池单体的开路电压一般在1V，额定工作电压一般约为0.6V。当多堆串联的电堆额定点电压800V时，按单片0.6V计算，此时经过串联的燃料电池单体约有1300片以上。在燃料电池启动时开路电压将超过1300V，远远超出PCS变流器输入侧的限定电压范围500-900VDC，这样就导致PCS变流器无法正常启动。

目前，也有一些发电装置通过在燃料电池和PCS变流器之间增加一个直流变换器(DCDC)装置，用来对燃料电池的开路电压进行转换来满足PCS变流器输入侧的输入电压的限制要求，但是直流变换器成本高昂，且体积较大而额外占用空间，同时，DCDC直流变换器的电路控制逻辑复杂，增加了系统的控制难度，此外，DCDC直流变换器存在转换效率损失，也就导致燃料电池发电装置的整体功率降低。

发明内容

有鉴于此，为了解决燃料电池启动时开路电压超过PCS变流器输入侧的限定电压范围的问题，本发明的实施例提供了一种PCS变流器输入侧直流电压自适应模组及燃料电池发电装置。

本发明的实施例提供一种燃料电池发电装置的PCS变流器输入侧直流电压自适应模组，包括：

第一电路，其用以连接燃料电池；

第二电路，其用以连接所述PCS变流器输入侧；

调压电路，所述调压电路设有负载和控制开关；

以及电压传感器，其用以检测所述PCS变流器输入侧输入电压；

其中，当所述PCS变流器通过该模组与燃料电池连接时，所述PCS变流器输入侧与所述调压电路并联设置。

进一步地，所述第一电路、所述第二电路、所述电压传感器和所述调压电路可以封装一体。

进一步地，还包括用以实现蓄电池组与所述燃料电池连接的连接电路。

进一步地，所述负载包括一电阻；或，所述负载包括多个并联连接的电阻。

进一步地，所述控制开关为继电器、接触器或断路器。