燃料电池分布式并网发电系统设计

《燃料电池分布式并网发电系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据第43卷第10期2009年10月电力电子技术PowerElectronicsV01．43No．10October，20095kW燃料电池分布式并网发电系统设计朱选才，沈国桥，徐德鸿(浙江大学，浙江杭州310027)摘要：介绍了5kW质子交换膜燃料电池分布式并网发电系统的结构设计，重点介绍了系统中基于加权平均电流反馈的并网电流控制和能量管理设计，通过实验对设计进行了验证。实验结果表明，该系统可以很好地工作于独立运行和并网运行两种状态，在负载突变时，能量管理单元可以给燃料电池提供动态功率缓冲，保障电池工作安全。关键词：燃料电池；发电／分布式并网发电；能蹙管理中图

2、分类号：TM911．4文献标识码：A文章编号：1000-100X(2009)10枷24-03Designofa5kWDistributedGrid-connectedFueICelIPowerSystemZHUxuan．cai．SHENGuo—qiao．XUDe．hong(ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Thedesignofa5kWdistributedsnd-connectedprotonexchangedmembrane(PEM)fuelcellpowersystemisintroduced．T

3、hesystemstructureandmaincircuitconfigurationaregiven．Thenthecontroldesignbasedonweightedaver-agecurrentfeedbackfor朗dcurrentcontrolandthedesignoftheenergymanagementunitareintroduced．Finally，theex-perimentalresultsuponaprototypearegiventoverifythedesign．Fromtheexperimentalresults，weknowt

4、hattheproposedsystemcanoperatewellunderbothstand-Moneandgrid—connectedmodes．Thefuelcellsafetycanbeguaranteedbytheenergymanagementunitbycompensatingthedynamicpowerduringloadtransition．Keywords：fuelcell；powergeneration

5、distributedgrid-connectedelectricitygeneration；energymanagementFounda

6、tionProject：SupposedbyNationalHishTechnologyResearchandDevelopmentofChina863Program(No．2007AA052243)；DeltaPowerElectronicsScienceandEducationFoundation，andSpecializedResearchFoundationfortheDoctoralProgramofHigherEducationofChina(No．J20070715)1引言燃料电池发电系统以其功率密度大、效率高、噪音低、环保、适应性强，不受地域、气候限

7、制等特点，在一些需要高功率密度和高效率电源的应用领域。如交通、通信、计算机网络、航空航天、国防等，有着良好的发展前景【l】。燃料电池产生的是电压范围变化很大的直流电能。而燃料电池分布式并网发电系统要求输出的是一个交变的电能。因此在燃料电池分布式并网发电系统中。需要采用电力电子变换电路实现由不稳定直流电能向稳定交流电能的转化。另外，燃料电池的功率变化响应速度较慢。应考虑由储能装置来提供负载动态变化时的短时能量。介绍了一个5kW燃料电池分布式并网发电系统的设计。重点介绍了基于加权平均电流反馈的并网电流控制和带超级电容的能量管理单元设计。2系统结构常见的燃料电池发电系统结

8、构有单级结构和多基金项目：国家高技术研究发展计划863项目(2007AA052243)；台迭电力电子科教发展基金及国家博士点基金项目(J20070715)定稿日期：2009-08—24作者简介：朱选才(1980一)，男。博士研究生，研究方向为燃料电池发电系统应用技术。24级结构两种。相对于多级并网发电系统．单级系统最大的优势是结构简单。但是单级系统中逆变器输入侧直接接到燃料电池的输出。对燃料电池的输出电压等级要求较高。另外。由于燃料电池输出电压随负载的变化而大范围地变化．这将增加并网逆变器及其控制部分的设计难度．对功率器件应力也有更高要求。而多级系统首先通过一级