本發明公開了一種燃料電池系統集群的功率分配方法及裝置。所述方法，包括：S1、在燃料電池系統集群啟動時，控制基準燃料電池系統啟動；其中，基準燃料電池系統是預先從燃料電池系統集群內所有燃料電池系統中選擇得到；S2、在基準燃料電池系統的輸出功率大于第一預設功率時，優先控制燃料電池系統集群內最高輸出效率最大的燃料電池系統啟動，以在啟動的所有燃料電池系統之間平均分配燃料電池系統集群的總輸出功率；S3、重復執行步驟S2，直至燃料電池系統集群內所有燃料電池系統全部啟動，并在所有燃料電池系統之間平均分配燃料電池系統集群的總輸出功率。本發明能夠在逐級啟動的各套燃料電池系統之間平均分配功率，實現優化燃料電池系統集群效率。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池系統集群的功率分配方法及裝置。

背景技術

近年來，燃料電池作為一種高效、清潔的發電技術，廣泛應用于車輛、船舶動力系統。而對于重型汽車、軌道列車、大中型船舶動力系統，單套燃料電池系統往往難以滿足其需求功率，通常采用由多套燃料電池系統并聯組成的燃料電池系統集群。例如，豐田汽車的燃料電池客車就安裝了兩套MIRAI燃料電池乘用車發動機進行驅動。

在燃料電池系統集群中，由于每套燃料電池系統的工作狀態不會完全相同，比如冷卻液溫度不同、空壓機工作狀態不同等，每套燃料電池系統的工作效率也不完全相同。燃料電池系統集群中多套燃料電池系統集中輸出的功率滿足負載的需求功率，但如何在各套燃料電池系統之間合理分配功率以達到燃料電池系統集群整體效率最優，目前卻很少有文獻對此進行研究。

對于燃料電池系統集群，最簡單易行的功率分配策略是在所有燃料電池系統之間平均分配功率(IEEE international symposium on industrial electronics,Istanbul；2014.pp.1-6)。雖然這種功率分配策略最簡單，工程上也容易實現，但由于功率平均分配，燃料電池系統集群效率隨功率的變化情況與單套燃料電池系統基本相同，低功率下系統效率較低，效率-功率曲線如圖1所示，且為避免低功率下燃料電池電堆高電壓帶來的質子交換膜腐蝕，燃料電池系統集群最低輸出功率限值P_min等于所有燃料電池系統最低功率限值之和nP_min,i，并不利于負載運行。另一種簡單易行的功率分配策略是控制各套燃料電池系統依次啟動和停機。雖然這種功率分配策略可以拓寬燃料電池系統集群的功率輸出范圍，如圖1所示，但燃料電池系統集群僅在低功率工作下整體效率高于平均分配策略下的燃料電池系統集群，在較大功率下效率反而更低。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明提供一種燃料電池系統集群的功率分配方法及裝置，能夠在燃料電池系統集群中逐級啟動的各套燃料電池系統之間平均分配功率，實現優化燃料電池系統集群效率。

為了解決上述技術問題，第一方面，本發明一實施例提供一種燃料電池系統集群的功率分配方法，所述燃料電池系統集群由至少兩套燃料電池系統并聯組成，每套所述燃料電池系統的輸出端通過DC/DC變流器并聯到直流母線，或者通過DC/AC逆變器并聯到交流母線；

所述功率分配方法，包括步驟：

S1、在所述燃料電池系統集群啟動時，控制基準燃料電池系統啟動；其中，所述基準燃料電池系統是預先從所述燃料電池系統集群內所有燃料電池系統中選擇得到；

S2、在所述基準燃料電池系統的輸出功率大于第一預設功率時，優先控制所述燃料電池系統集群內最高輸出效率最大的所述燃料電池系統啟動，以在啟動的所有所述燃料電池系統之間平均分配所述燃料電池系統集群的總輸出功率；

S3、重復執行步驟S2，直至所述燃料電池系統集群內所有燃料電池系統全部啟動，并在所有所述燃料電池系統之間平均分配所述燃料電池系統集群的總輸出功率。

進一步地，所述燃料電池系統集群的功率分配方法，還包括步驟：