專利名稱：基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力工程直流系統(tǒng)領(lǐng)域，是一種使用氫燃料電池替代現(xiàn)有電力工程直流系統(tǒng)中蓄電池以及蓄電池充放電、保護(hù)、監(jiān)測(cè)等與蓄電池相關(guān)的元部件的電力工程系統(tǒng)，具體地說，是一種基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力工程直流系統(tǒng)是電力網(wǎng)變電站、發(fā)電廠內(nèi)的重要設(shè)備，其作用是為保證電方系統(tǒng)和電力設(shè)備可靠、高效運(yùn)行的電力控制系統(tǒng)提供電源。現(xiàn)有的電力工程直流系統(tǒng)主要由蓄電池、蓄電池充放電裝置、蓄電池保護(hù)裝置、蓄電池監(jiān)測(cè)裝置、直流配電裝置、直流保護(hù)裝置、直流操作裝置、直流監(jiān)測(cè)裝置和交流不間斷電源等組成。數(shù)十年來，由于電力技術(shù)、電器技術(shù)、微電子技術(shù)等的迅速發(fā)展，電力工程直流系統(tǒng)設(shè)備不斷更新和完善，但主要表現(xiàn)在功能的完善、自動(dòng)化水平的提高和所用元器件質(zhì)量的改善等方面，而在主結(jié)構(gòu)方面沒有大的變化，其中蓄電池及為蓄電池服務(wù)的元部件占大部分，存在可靠性不高、運(yùn)行維護(hù)困難、不利于環(huán)保、體積和重量大等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎、可靠性高、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)易、有利環(huán)保、體積小和重量輕的基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)，其特征是有一個(gè)氫燃料電池和至少二個(gè)氫氣儲(chǔ)存器，氫氣儲(chǔ)存器與氫燃料電池間的氫氣流通經(jīng)由控制器控制的氫氣選通開關(guān)相連；氫燃料電池與一個(gè)直流/直流電源變換器之間和氫燃料電池與一個(gè)電容器組之間的電流流向經(jīng)由控制器控制的電力電子開關(guān)相連。
本實(shí)用新型中所述的二個(gè)氫氣存儲(chǔ)器均有表明其氫氣存儲(chǔ)量的傳感器，傳感器與控制器相接，供控制器監(jiān)測(cè)；氫燃料電池中的各單電池的輸出電壓引出至控制器，供控制器監(jiān)測(cè)；控制器采用DSP高速數(shù)字處理器，表面封裝技術(shù)和可嵌入式；電容器組則采用體積小、容量大的超級(jí)電容器；直流/直流電源變換器采用高頻PWM控制方式。
本實(shí)用新型的有益效果為性價(jià)比高、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)易、有利于環(huán)保、體積小和重量輕。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


附圖為本實(shí)用新型的一種基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)工作示意圖。
具體實(shí)施方式
附圖描述了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在圖中，實(shí)線框表示氫燃料電池電力工程直流系統(tǒng)與現(xiàn)有電力工程直流系統(tǒng)設(shè)備不同的組件，其中HT1、HT2-二個(gè)氫氣存儲(chǔ)器；SH-氫氣選通開關(guān)；GH-氫燃料電池；SA-電力電子開關(guān)；DC/DC-直流/直流電源變換器；
C-電容器組；A-控制器；AC/DC-交流/直流電源變換器虛線框則表示氫燃料電池電力工程直流系統(tǒng)與現(xiàn)有電力工程直流系統(tǒng)設(shè)備相同的部分，實(shí)現(xiàn)直流配電操作、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)和交流不間斷電源等功能。
圖中粗圈表示氫燃料電池電力工程直流系統(tǒng)中氣流與電流走向，其中①、②、③-氫氣流向；④-氧氣(空氣)流向；⑤-氫燃料電池輸出直流電流；⑥-輸入DC/DC電源變換器的直流電流；⑦-電容器組的放電直流電流；⑧-對(duì)電容器組的充電直流電流；⑨-DC/DC電源變換器輸出直流電流；⑩-輸入AC/DC電源變換器的交流電流；-AC/DC電源變換器輸出的直流電流。
圖中細(xì)圈表示信息走向，其中①、②-氫存儲(chǔ)器的工況傳感器信號(hào)輸出；③-控制器對(duì)氫氣選通開關(guān)的控制輸出信號(hào)；④-氫燃料電池各種工況傳感器輸出信號(hào)；⑤-控制器對(duì)氫燃料電池工作進(jìn)程控制信號(hào)；⑥-氫燃料電池中各單電池電壓輸出信號(hào)；⑦-控制器對(duì)電力電子開關(guān)的控制輸出信號(hào)；
⑧-DC/DC電源變換器工況傳感器輸出信號(hào)；⑨-控制器對(duì)DC/DC電源變換器工作進(jìn)程控制輸出信號(hào)；⑩-電容器組工況傳感器輸出信號(hào)；-AC/DC電源變換器工況傳感器輸出信號(hào)；-控制器對(duì)AC/DC電源變換器工作進(jìn)程控制輸出信號(hào)；-直流配電操作、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)和交流不間斷電源等部分的工況傳感器輸出信號(hào)；-控制器對(duì)直流配電操作、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)和交流不間斷電源等部分工作進(jìn)程控制輸出信號(hào)；-控制器對(duì)人機(jī)聯(lián)系部件中的顯示器輸出測(cè)量、事件、報(bào)警等信號(hào)；-人機(jī)聯(lián)系部件中的鍵盤輸出信號(hào)；-與外設(shè)間通信、組網(wǎng)信息。
基于氫燃料電池電力工程直流系統(tǒng)的工作過程如下HT1或HT2中的氫氣經(jīng)SH送至GH，在GH中氫氣和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)而發(fā)電，產(chǎn)生直流電，經(jīng)SA送至DC/DC，DC/DC將氫燃料電池產(chǎn)生的直流電變換成質(zhì)量符合要求的直流電，供給直流配電和交流不間斷電源；C用于儲(chǔ)存部分直流電，供短時(shí)間嚴(yán)重超載之需；AC/DC作為市電供應(yīng)之用；設(shè)備中的所有組件HT1、HT2、SH、GH、SA、DC/DC、C、AC/DC以及直流配電、交流不間斷和人機(jī)聯(lián)系等部件均在控制器的監(jiān)控之下協(xié)調(diào)一致和在最佳狀態(tài)下工作。
權(quán)利要求1.一種基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)，其特征是有一個(gè)氫燃料電池和至少二個(gè)氫氣儲(chǔ)存器，氫氣儲(chǔ)存器與氫燃料電池間的氫氣流通經(jīng)由控制器控制的氫氣選通開關(guān)相連；氫燃料電池與一個(gè)直流/直流電源變換器之間和氫燃料電池與一個(gè)電容器組之間的電流流向經(jīng)由控制器控制的電力電子開關(guān)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)，其特征是二個(gè)氫氣存儲(chǔ)器均有表明其氫氣存儲(chǔ)量的傳感器，傳感器與控制器相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)，其特征是氫燃料電池中的各單電池的輸出電壓引出至控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)，其特征是電容器組采用體積小、容量大的超級(jí)電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)，其特征是控制器采用DSP高速數(shù)字處理器，表面封裝技術(shù)和可嵌入式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)，其特征是直流/直流電源變換器采用高頻PWM控制方式。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于氫燃料電池的電力工程直流系統(tǒng)，其特征是有一個(gè)氫燃料電池和至少二個(gè)氫氣儲(chǔ)存器，氫氣儲(chǔ)存器與氫燃料電池間的氫氣流通經(jīng)由控制器控制的氫氣選擇開關(guān)相連；氫燃料電池與一個(gè)直 流/直流電源變換器之間和氫燃料電池與一個(gè)電容器組之間的電流流向經(jīng)由控制器控制的電力電子開關(guān)相連。其有益效果為性價(jià)比高、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)易、有利于環(huán)保、體積小和重量輕。
文檔編號(hào)H02J1/00GK2872698SQ20062006937
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者施文沖, 宋玉鋒 申請(qǐng)人:南通現(xiàn)代電力科技有限公司