【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢能发电，更具体地，本专利技术涉及一种用于直流电网的氢能发电系统及其控制方法。
技术介绍
1、燃料电池是一种能量转换装置，以电化学反应的方式，等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转换为电能，以氢气或富氢气体作为燃料。其基本原理为电解水的逆反应，氢离子在将两个半反应分开的电解质内迁移，电子通过外电路定向流动、做功，形成总的回路。氧化剂发生还原反应的电极为阴极，其反应过程为阴极过程，对外电路依原电路定义为正极。还原剂或燃料发生氧化反应的电极为阳极，其反应过程为阳极过程，对外电路为负极。与传统能量转换技术相比，氢燃料电池技术具有：效率更高、环境友好、结构简单、可靠性高、兼容性好、规模可调节等优点。
2、现有的技术中，工业及生活用电大部分来源于化石能源，同时，风、光等可再生能源的波动性导致其难以直接并网大规模利用。而氢气则可以作为一种新的储能方式，由可再生能源制取氢气，氢气再转化为终端能源，这样氢气则可以作为稳定的储能来进行并网并供电，目前还没有有效的可直流并网的氢能发电技术。例如：氢能发电系统与现有直流电网设备的兼容性可能存在问题，需要开发新的接口和适配技术，氢能发电系统与直流电网的并网可能会增加系统的复杂性，需要更精细的能量管理和控制策略等。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种用于直流电网的氢能发电系统及其控制方法，实现氢能发电并进行直流并网，极大程度上保证了氢能发电系统稳定且可靠的供电。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、优选的，所述预充装置的前端、后端分别连接电压变送器。
4、优选的，所述直流母线断路器后端连接浪涌保护器断路器、浪涌保护器。
5、优选的，所述浪涌保护器后端连接放电微型断路器。
6、本专利技术还提供了一种用于直流电网的氢能发电系统的控制方法，所述方法依次包括如下步骤：
7、s1、氢能发电系统初始化，对继电器进行自检，自检成功向直流母线断路器发送合闸指令，完成合闸动作；
8、s2、当直流母线断路器合闸后，氢能发电系统控制器控制预充装置完成预充；
9、s3、当预充装置完成预充后，氢能发电系统正常运行；
10、s4、当氢能发电系统正常运行后，若想进入下电流程，则氢能发电系统控制器依次进行是否跳闸、是否下电的判断，控制预充装置的主正继电器断开；
11、s5、当主正继电器断开后，氢能发电系统控制器控制直流母线断路器的分闸继电器闭合、合闸继电器断开，并检测闸状态是否为分闸，若是则进入步骤s6，否则分闸动作异常，故障报警；
12、s6、当系统闸状态为分闸后，隔离dc进入自主放电流程。
13、优选的，步骤s1所述继电器自检包括合闸继电器、分闸继电器、预充继电器、主正继电器是否均为断开状态，是则自检正常，允许氢能发电系统进电，否则自检故障，取消运行氢能发电系统。
14、优选的，步骤s1所述氢能发电系统控制器向直流母线断路器发送合闸指令，完成合闸动作的方法为：
15、s101、检测闸状态是否为分闸，是则转s102，否则转s103；
16、s102、合闸继电器闭合，分闸继电器断开；
17、s103、合闸继电器断开，分闸继电器闭合，然后转s104；
18、s104、检测闸状态是否为分闸，是则转s102，否则故障报警或急停；
19、s105、检测闸状态是否为合闸，是则转s106，否则故障报警或急停；
20、s106、合闸动作完成。
21、优选的，所述氢能发电系统控制器控制预充装置完成预充的方法为：
22、s2.1、判断预充装置前端电压是否为额定电压5％，是则转s2.2，否则故障报警或急停；
23、s2.2、判断预充继电器是否闭合，主正继电器是否断开，是则转s2.3，否则故障报警或急停；
24、s2.3、检测预充装置前端电压与后端电压的差值是否小于35v，是则转s2.4，否则故障报警或急停；
25、s2.4、主正继电器闭合并延时；
26、s2.5、预充继电器断开；
27、s2.6、预充完成。
28、优选的，所述氢能发电系统正常运行流程如下：
29、s3.1、获取氢能发电系统控制器控制指令，所述控制指令包括直流电源的预合闸指令rclose以及功率指令dc_hrunalw；
30、s3.2、氢能发电系统收到控制指令后，进入系统低压自检，低压自检完成后，向直流电源系统发送可以送高压指令fcs_hvonawl；
31、s3.3、直流电源系统合闸，合闸成功后向氢能发电系统发送高压状态指令dc_ahvsts；
32、s3.4、氢能发电系统检测到直流电源系统的合闸状态以及直流母线电压状态，向直流电源系统发送氢能发电系统启动状态fcs_runsts；
33、s3.5、直流电源系统收到氢能发电系统状态信号后，若氢能发电系统状态为待机状态，则向氢能发电系统发送氢能运行指令dc_hrunalw；
34、s3.6、氢能发电系统收到运行指令后开始逐步运行，并向直流电源系统发送运行状态，包括：氢能实际功率反馈fcs_powerfbk、氢能发电系统输出电压fcs_sysoutputvolt、氢能发电系统输出电流fcs_sysoutputcrnt、氢能发电系统氢气流量ecu_hyflow、氢能发电系统发电量genenergy，氢能发电系统保持运行，并实时向上级发送故障状态fcs_errorlevel以及故障码fcs_errorcode；
35、s3.7、当氢能发电系统出现fcs_powerfbk≠fcs_powertarget、fcs_sysoutputvolt≠fcs_sysvolttarget、fcs_sysoutputcrnt≠fcs_syscrnttarget一些输出值与预期值不符合的情况时，氢能发电系统根据故障等级对燃料电池系统进行降载或急停操作。
36、优选的，步骤s3.7所述故障等级分为三级：在氢能发电系统的任何阶段，实时监测氢能发电系统的输出值与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于直流电网的氢能发电系统，包括直流电源系统、直流母线、氢能发电系统、直流并网柜、氢能发电系统控制器，所述直流母线充当输电媒介连接直流电源系统及氢能发电系统，所述直流并网柜在氢能发电系统前端连接直流母线，所述氢能发电系统控制器连接氢能发电系统，其特征在于：还包括隔离DC、分流器、电能表、预充装置、直流母线断路器、合闸继电器、分闸继电器，所述氢能发电系统连接隔离DC，所述隔离DC后端依次连接分流器、电能表，所述电能表通讯连接氢能发电系统控制器，所述电能表后端连接预充装置，所述直流母线通过直流母线断路器连接预充装置，所述直流母线断路器连接合闸继电器和分闸继电器，所述合闸继电器、分闸继电器均电性连接氢能发电系统控制器；所述预充装置包括预充继电器、电阻、主正继电器。
2.根据权利要求1所述的用于直流电网的氢能发电系统，其特征在于：所述预充装置的前端、后端分别连接电压变送器。
3.根据权利要求1所述的用于直流电网的氢能发电系统，其特征在于：所述直流母线断路器后端连接浪涌保护器断路器、浪涌保护器。
4.根据权利要求3所述的直流电网的氢能发电系统，其
5.一种直流电网的氢能发电系统的控制方法，其特征在于，所述方法依次包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：步骤S1所述继电器自检包括合闸继电器、分闸继电器、预充继电器、主正继电器是否均为断开状态，是则自检正常，允许氢能发电系统进电，否则自检故障，取消运行氢能发电系统。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：步骤S1所述氢能发电系统控制器向直流母线断路器发送合闸指令，完成合闸动作的方法为：
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述氢能发电系统控制器控制预充装置完成预充的方法为：
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述氢能发电系统正常运行流程如下：
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，步骤S3.7所述故障等级分为三级：在氢能发电系统的任何阶段，实时监测氢能发电系统的输出值与状态值，当输出值大于设定的第一阈值时，产生一级故障以及相对应故障的故障码，此时系统正常运行等待自我调节输出值至规定值；当输出值大于设定的第二阈值时，产生二级故障以及相对应故障的故障码，此时系统进行降载运行，待故障排除时恢复设定功率；当输出值大于设定的第三阈值时，产生三级故障以及相对应故障的故障码，此时急停氢能发电系统；当输出值小于设定的阈值时，增大氢气发电系统的燃料电池系统的氢气进堆阀以及氧气进堆阀的开度。
...【技术特征摘要】
1.一种用于直流电网的氢能发电系统，包括直流电源系统、直流母线、氢能发电系统、直流并网柜、氢能发电系统控制器，所述直流母线充当输电媒介连接直流电源系统及氢能发电系统，所述直流并网柜在氢能发电系统前端连接直流母线，所述氢能发电系统控制器连接氢能发电系统，其特征在于：还包括隔离dc、分流器、电能表、预充装置、直流母线断路器、合闸继电器、分闸继电器，所述氢能发电系统连接隔离dc，所述隔离dc后端依次连接分流器、电能表，所述电能表通讯连接氢能发电系统控制器，所述电能表后端连接预充装置，所述直流母线通过直流母线断路器连接预充装置，所述直流母线断路器连接合闸继电器和分闸继电器，所述合闸继电器、分闸继电器均电性连接氢能发电系统控制器；所述预充装置包括预充继电器、电阻、主正继电器。
2.根据权利要求1所述的用于直流电网的氢能发电系统，其特征在于：所述预充装置的前端、后端分别连接电压变送器。
3.根据权利要求1所述的用于直流电网的氢能发电系统，其特征在于：所述直流母线断路器后端连接浪涌保护器断路器、浪涌保护器。
4.根据权利要求3所述的直流电网的氢能发电系统，其特征在于：所述浪涌保护器后端连接放电微型断路器。
5.一种直流电网的氢能发电系统的控制方法，其特征在于，所述方法依次包括如下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜道昶，谢佳平，朱维，翟磊，孙合宾，
申请(专利权)人：海卓动力青岛能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。