一种燃料电池系统集群的功率分配方法及装置与流程

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统集群的功率分配方法及装置。

背景技术：

近年来，燃料电池作为一种高效、清洁的发电技术，广泛应用于车辆、船舶动力系统。而对于重型汽车、轨道列车、大中型船舶动力系统，单套燃料电池系统往往难以满足其需求功率，通常采用由多套燃料电池系统并联组成的燃料电池系统集群。例如，丰田汽车的燃料电池客车就安装了两套mirai燃料电池乘用车发动机进行驱动。

在燃料电池系统集群中，由于每套燃料电池系统的工作状态不会完全相同，比如冷却液温度不同、空压机工作状态不同等，每套燃料电池系统的工作效率也不完全相同。燃料电池系统集群中多套燃料电池系统集中输出的功率满足负载的需求功率，但如何在各套燃料电池系统之间合理分配功率以达到燃料电池系统集群整体效率最优，目前却很少有文献对此进行研究。

对于燃料电池系统集群，最简单易行的功率分配策略是在所有燃料电池系统之间平均分配功率(ieeeinternationalsymposiumonindustrialelectronics,istanbul；2014.pp.1-6)。虽然这种功率分配策略最简单，工程上也容易实现，但由于功率平均分配，燃料电池系统集群效率随功率的变化情况与单套燃料电池系统基本相同，低功率下系统效率较低，效率-功率曲线如图1所示，且为避免低功率下燃料电池电堆高电压带来的质子交换膜腐蚀，燃料电池系统集群最低输出功率限值pmin等于所有燃料电池系统最低功率限值之和npmin,i，并不利于负载运行。另一种简单易行的功率分配策略是控制各套燃料电池系统依次启动和停机。虽然这种功率分配策略可以拓宽燃料电池系统集群的功率输出范围，如图1所示，但燃料电池系统集群仅在低功率工作下整体效率高于平均分配策略下的燃料电池系统集群，在较大功率下效率反而更低。

技术实现要素：

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种燃料电池系统集群的功率分配方法及装置，能够在燃料电池系统集群中逐级启动的各套燃料电池系统之间平均分配功率，实现优化燃料电池系统集群效率。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明一实施例提供一种燃料电池系统集群的功率分配方法，所述燃料电池系统集群由至少两套燃料电池系统并联组成，每套所述燃料电池系统的输出端通过dc/dc变流器并联到直流母线，或者通过dc/ac逆变器并联到交流母线；

所述功率分配方法，包括步骤：

s1、在所述燃料电池系统集群启动时，控制基准燃料电池系统启动；其中，所述基准燃料电池系统是预先从所述燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择得到；

s2、在所述基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套所述燃料电池系统启动，以在启动的所有所述燃料电池系统之间平均分配所述燃料电池系统集群的总输出功率；

s3、重复执行步骤s2，直至所述燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，并在所有所述燃料电池系统之间平均分配所述燃料电池系统集群的总输出功率。

进一步地，所述燃料电池系统集群的功率分配方法，还包括步骤：

s4、在所述基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套所述燃料电池系统停机，以在启动的所有所述燃料电池系统之间平均分配所述燃料电池系统集群的总输出功率；

s5、重复执行步骤s4，直至所述燃料电池系统集群内只有所述基准燃料电池系统启动。

进一步地，所述第一预设条件为：

p>(n+1)/npn+δp；

其中，p为所述基准燃料电池系统的输出功率，n为所述燃料电池系统集群中启动的燃料电池系统数量，δp为根据所述基准燃料电池系统的最大输出功率设定的功率差值，p1、p2、…pn为根据所述基准燃料电池系统的效率-功率曲线得到的一系列功率值，使得pn满足η(pn)为所述基准燃料电池系统在输出功率为pn时的输出效率。

进一步地，所述第二预设条件为：

p＜pn-1-δp；

其中，p为所述基准燃料电池系统的输出功率，n为所述燃料电池系统集群中启动的燃料电池系统数量，δp为根据所述基准燃料电池系统的最大输出功率设定的功率差值，p1、p2、…pn为根据所述基准燃料电池系统的效率-功率曲线得到的一系列功率值，使得pn满足η(pn)为所述基准燃料电池系统在输出功率为pn时的输出效率。

进一步地，所述功率差值为占所述基准燃料电池系统的最大输出功率1％～20％之间的任一取值。

进一步地，所述在所述基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套所述燃料电池系统启动，具体为：

当所述基准燃料电池系统的输出功率满足所述第一预设条件时，在预设时间后控制下一套所述燃料电池系统启动。

进一步地，所述在所述基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套所述燃料电池系统停机，具体为：

当所述基准燃料电池系统的输出功率满足所述第二预设条件时，在预设时间后控制启动的一套所述燃料电池系统停机。

进一步地，所述预设时间为1s～60s之间的任一取值。

第二方面，本发明一实施例提供一种燃料电池系统集群的功率分配装置，所述燃料电池系统集群由至少两套燃料电池系统并联组成，每套所述燃料电池系统的输出端通过dc/dc变流器并联到直流母线，或者通过dc/ac逆变器并联到交流母线；

所述功率分配装置，包括：

启动模块，用于在所述燃料电池系统集群启动时，控制基准燃料电池系统启动；其中，所述基准燃料电池系统是预先从所述燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择得到；

分配模块，用于在所述基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套所述燃料电池系统启动，以在启动的所有所述燃料电池系统之间平均分配所述燃料电池系统集群的总输出功率，并重复执行上述操作，直至所述燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，以在所有所述燃料电池系统之间平均分配所述燃料电池系统集群的总输出功率。

进一步地，所述分配模块，还用于在所述基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套所述燃料电池系统停机，以在启动的所有所述燃料电池系统之间平均分配所述燃料电池系统集群的总输出功率，并重复执行上述操作，直至所述燃料电池系统集群内只有所述基准燃料电池系统启动。

相比于现有技术，本发明的实施例具有如下有益效果：

通过预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择基准燃料电池系统，在燃料电池系统集群启动时，先控制基准燃料电池系统启动，再不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，在所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，从而能够结合逐级启动策略和平均分配策略，在燃料电池系统集群中逐级启动的各套燃料电池系统之间平均分配功率，实现优化燃料电池系统集群效率。

附图说明

图1为现有功率分配策略下的燃料电池系统集群效率-功率曲线图；

图2为本发明第一实施例中的一种燃料电池系统集群的结构示意图；

图3为本发明第一实施例中的一种燃料电池系统集群的功率分配方法的流程示意图；

图4为本发明第一实施例中的优选实施例的流程示意图；

图5为本发明第一实施例中的取得p1，p2，…，pn的基准燃料电池系统的效率-功率曲线图；

图6为本发明第一实施例中的一套120kw燃料电池系统的电堆输出功率、空气压缩机功率、水泵功率、散热风机功率等辅机功耗随电流变化的曲线图；

图7为本发明第一实施例中的燃料电池系统的效率曲线图；

图8为本发明第一实施例中的取得p1，p2，…，pn的燃料电池系统的效率-功率曲线图；

图9为本发明第一实施例中的采用最优效率控制、同步启停控制和逐级启停控制方法的燃料电池系统集群的效率对比图；

图10为本发明第二实施例中的一种燃料电池系统集群的功率分配装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。本实施例提供的方法可以由相关的服务器执行，且下文均以服务器作为执行主体为例进行说明。

请参阅图2-9。

如图2-3所示，第一实施例提供一种燃料电池系统集群的功率分配方法。

所述燃料电池系统集群由至少两套燃料电池系统并联组成，每套燃料电池系统的输出端通过dc/dc变流器并联到直流母线，或者通过dc/ac逆变器并联到交流母线。

所述功率分配方法，包括步骤s1～s3：

s1、在燃料电池系统集群启动时，控制基准燃料电池系统启动；其中，基准燃料电池系统是预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择得到。

s2、在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率。

s3、重复执行步骤s2，直至燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，并在所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率。

作为示例性地，在步骤s1中，预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择基准燃料电池系统，并在燃料电池系统集群启动时，先控制基准燃料电池系统启动，以便后续根据检测的基准燃料电池系统的输出功率判断是否增加控制一套燃料电池系统启动。

在步骤s2～s3中，当基准燃料电池系统启动之后，实时检测基准燃料电池系统的输出功率，不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，在所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率。

本实施例通过预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择基准燃料电池系统，在燃料电池系统集群启动时，先控制基准燃料电池系统启动，再不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，在所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，从而能够结合逐级启动策略和平均分配策略，在燃料电池系统集群中逐级启动的各套燃料电池系统之间平均分配功率，实现优化燃料电池系统集群效率。

如图4所示，在优选的实施例当中，所述燃料电池系统集群的功率分配方法，还包括步骤s4～s5：

s4、在基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套燃料电池系统停机，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率。

s5、重复执行步骤s4，直至燃料电池系统集群内只有基准燃料电池系统启动。

作为示例性地，在步骤s4～s5中，当基准燃料电池系统启动之后，实时检测基准燃料电池系统的输出功率，不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套燃料电池系统停机，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内只有基准燃料电池系统启动。

本实施例通过预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择基准燃料电池系统，在燃料电池系统集群启动时，先控制基准燃料电池系统启动，再不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套燃料电池系统停机，以在余下启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内只有基准燃料电池系统启动，从而能够结合逐级停机策略和平均分配策略，在燃料电池系统集群中逐级停机余下的各套燃料电池系统之间平均分配功率，实现优化燃料电池系统集群效率。

在优选的实施例当中，第一预设条件为：

p>(n+1)/npn+δp；

其中，p为基准燃料电池系统的输出功率，n为燃料电池系统集群中启动的燃料电池系统数量，δp为根据基准燃料电池系统的最大输出功率设定的功率差值，p1、p2、…pn为根据基准燃料电池系统的效率-功率曲线得到的一系列功率值，使得pn满足η(pn)为基准燃料电池系统在输出功率为pn时的输出效率。

需要说明的是，p1，p2，…，pn是根据基准燃料电池系统的效率-功率曲线，通过插值计算得到的一系列功率值，使得pn满足η(pn)为基准燃料电池系统在输出功率为pn时的输出效率。取得p1，p2，…，pn的基准燃料电池系统的效率-功率曲线如图5所示。

在燃料电池系统集群内所有燃料电池系统都处于正常工作状态时，通过控制燃料电池系统集群的总输出功率在燃料电池系统集群内各套燃料电池系统之间分配，使燃料电池系统集群中每一套燃料电池系统的输出功率从低到高进行变化，从而得到每一套燃料电池系统的效率-功率曲线，包括基准燃料电池系统的效率-功率曲线。其中，燃料电池系统的效率-功率曲线为：

式中，η为燃料电池系统的输出效率。

作为示例性地，取δp＝0。在燃料电池系统集群启动时，控制基准燃料电池系统启动。在基准燃料电池系统启动后，燃料电池系统集群中仅有基准燃料电池系统这1套系统工作，随着燃料电池系统集群的输出功率上升，当基准燃料电池系统的输出功率大于2p1时，控制第2套燃料电池系统启动，同时在2套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；燃料电池系统集群中有2套燃料电池系统工作，当基准燃料电池系统的输出功率大于3/2p2时，控制第3套燃料电池系统启动，同时在3套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；以此类推，若系统集群中有n套燃料电池系统处于工作状态，当基准燃料电池系统的输出功率大于(n+1)/npn时，控制第n套燃料电池系统启动，同时在n套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率。

在优选的实施例当中，第二预设条件为：

p＜pn-1-δp；

其中，p为基准燃料电池系统的输出功率，n为燃料电池系统集群中启动的燃料电池系统数量，p1、p2、…pn为根据基准燃料电池系统的效率-功率曲线得到的一系列功率值，使得pn满足η(pn)为所述基准燃料电池系统在输出功率为pn时的输出效率。

作为示例性地，取δp＝0。燃料电池系统集群中有n套燃料电池系统处于正常工作状态，随着燃料电池系统集群的输出功率下降，当基准燃料电池系统的输出功率小于pn-1时，控制第n套燃料电池系统停机，同时在余下的n-1套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；当燃料电池系统集群中剩余n-1套燃料电池系统处于正常工作状态，基准燃料电池系统的输出功率小于pn-2时，控制第n-1套燃料电池系统停机，同时在余下的n-2套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；以此类推，当燃料电池系统集群中剩余3套燃料电池系统处于正常工作状态，基准燃料电池系统的输出功率小于p2时，控制第3套燃料电池系统停机，同时在余下的2套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；当燃料电池系统集群中剩余2套燃料电池系统处于正常工作状态，基准燃料电池系统的输出功率小于p1时，控制第2套燃料电池系统停机，燃料电池系统集群中仅剩余基准系统处于正常工作状态。

在优选的实施例当中，功率差值为占基准燃料电池系统的最大输出功率1％～20％之间的任一取值。

在优选的实施例当中，所述在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，具体为：当基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，在预设时间后控制下一套燃料电池系统启动。

在优选的实施例当中，所述在基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套燃料电池系统停机，具体为：当基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，在预设时间后控制启动的一套燃料电池系统停机。

在优选的实施例当中，预设时间为1s～60s之间的任一取值。

在优选的实施例当中，基准燃料电池系统是预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中指定选择或随机选择得到。

本实施例能够根据负载的需求功率，从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中指定一套燃料电池系统作为基准燃料电池系统。

如图6-9所示，以由三套同一型号燃料电池系统组成的燃料电池系统集群为例。该型号燃料电池系统的净输出功率120kw，电堆输出功率、空气压缩机功率、水泵功率、散热风机功率、扣除辅机消耗的燃料电池系统净输出功率等随着电流的变化如图6所示。单套该型号燃料电池系统在不同电流下的系统输出效率如图7所示。可以看到，该型号燃料电池系统最高输出效率出现在50a左右，最高输出效率ηmax为47.97％，对应系统净输出功率为26.3kw左右。

针对以上燃料电池系统的效率-功率曲线，可以在曲线上得到p1、p2等功率点，如图8所示。对应燃料电池系统的输出效率为47.67％时，p1功率点为18.67kw，相应2p1功率点为37.33kw；对应燃料电池系统的输出效率为47.87％时，p2功率点为21.56kw，相应3/2p2功率点为32.34kw。

对于由三套以上燃料电池系统组成的燃料电池系统集群，以其中一套作为基准燃料电池系统，当燃料电池系统集群启动时，首先控制基准燃料电池系统启动。在基准燃料电池系统启动后，随着基准燃料电池系统的输出功率上升，达到2p1点时，基准燃料电池系统的输出功率达到37.33kw，基准燃料电池系统的输出效率为47.67％，此时投入第二套燃料电池系统，基准燃料电池系统的输出功率在两套燃料电池系统之间平均分配，此时基准燃料电池系统的输出功率将为p1点功率18.67kw，输出效率仍为47.67％；随着燃料电池系统集群的输出功率进一步上升，当燃料电池系统集群的输出功率达到64.68kw时，基准燃料电池系统的输出功率对应相应3/2p2功率点32.34kw，基准燃料电池系统的输出效率也为47.87％，此时投入第三套燃料电池系统，基准燃料电池系统功率降到p2功率点21.56kw，基准燃料电池系统的输出效率也为47.87％；随着燃料电池系统集群的输出功率进一步上升，燃料电池系统集群中三套燃料电池系统的输出功率平均分配。此过程中，燃料电池系统集群的输出效率与三套燃料电池系统同时启动、同时停止的同步启停策略以及燃料电池系统集群中三套燃料电池系统逐一启动和停止的逐级启停策略相比较，结果如图9所示，可以看到，采用了最优控制策略，燃料电池系统集群的输出效率在基准燃料电池系统工作期间与逐级启停策略相同，在三套燃料电池系统都投入工作时，燃料电池系统集群的输出效率与三套燃料电池系统同步启停策略相同，而此最优效率控制方法集成了两种启停策略的优势，解决了燃料电池系统集群中燃料电池系统的启停时机问题，能够对燃料电池系统集群效率优化起到明显效果。

在本策略中，对于2p1和3/2p2等临界点，单纯功率上升或下降不会存在问题，但实际系统中，功率可能会存在波动，有可能引发燃料电池系统的启动或停机震荡。实际控制中可以在功率达到2p1点或3/2p2点时，增加一定功率数值，比如超过临界点几千瓦才触发启动下一套燃料电池系统的条件，或者延迟几秒钟时间再启动下一套燃料电池系统；在降低功率时，也可以让功率低于临界点几千瓦才停止一套燃料电池系统，或者延迟几秒钟再停止一套燃料电池系统，以此可以避免燃料电池系统的频繁启停或者震荡问题。

请参阅图10。

如图10所示，第二实施例提供一种燃料电池系统集群的功率分配装置。

所述燃料电池系统集群由至少两套燃料电池系统并联组成，每套燃料电池系统的输出端通过dc/dc变流器并联到直流母线，或者通过dc/ac逆变器并联到交流母线。

所述功率分配装置，包括：

启动模块21，用于在燃料电池系统集群启动时，控制基准燃料电池系统启动；其中，基准燃料电池系统是预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择得到。

分配模块22，用于在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，并重复执行上述操作，直至燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，以在所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率。

作为示例性地，通过启动模块21，预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择基准燃料电池系统，并在燃料电池系统集群启动时，先控制基准燃料电池系统启动，以便后续通过分配模块22根据检测的基准燃料电池系统的输出功率判断是否增加控制一套燃料电池系统启动。

通过分配模块22，当基准燃料电池系统启动之后，实时检测基准燃料电池系统的输出功率，不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，在所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率。

本实施例通过启动模块21预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择基准燃料电池系统，在燃料电池系统集群启动时，先控制基准燃料电池系统启动，再通过分配模块22不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，在所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，从而能够结合逐级启停策略和平均分配策略，在燃料电池系统集群中逐级启动的各套燃料电池系统之间平均分配功率，实现优化燃料电池系统集群效率。

在优选的实施例当中，分配模块22，还用于在基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套燃料电池系统停机，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，并重复执行上述操作，直至燃料电池系统集群内只有基准燃料电池系统启动。

作为示例性地，通过分配模块22，当基准燃料电池系统启动之后，实时检测基准燃料电池系统的输出功率，不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套燃料电池系统停机，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内只有基准燃料电池系统启动。

本实施例通过启动模块21预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择基准燃料电池系统，在燃料电池系统集群启动时，先控制基准燃料电池系统启动，再通过分配模块22不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套燃料电池系统停机，以在余下启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内只有基准燃料电池系统启动，从而能够结合逐级停机策略和平均分配策略，在燃料电池系统集群中逐级停机余下的各套燃料电池系统之间平均分配功率，实现优化燃料电池系统集群效率。

在优选的实施例当中，第一预设条件为：

p>(n+1)/npn+δp；

其中，p为基准燃料电池系统的输出功率，n为燃料电池系统集群中启动的燃料电池系统数量，δp为根据基准燃料电池系统的最大输出功率设定的功率差值，p1、p2、…pn为根据基准燃料电池系统的效率-功率曲线得到的一系列功率值，使得pn满足η(pn)为基准燃料电池系统在输出功率为pn时的输出效率。

需要说明的是，p1，p2，…，pn是根据基准燃料电池系统的效率-功率曲线，通过插值计算得到的一系列功率值，使得pn满足η(pn)为基准燃料电池系统在输出功率为pn时的输出效率。

在燃料电池系统集群内所有燃料电池系统都处于正常工作状态时，通过控制燃料电池系统集群的总输出功率在燃料电池系统集群内各套燃料电池系统之间分配，使燃料电池系统集群中每一套燃料电池系统的输出功率从低到高进行变化，从而得到每一套燃料电池系统的效率-功率曲线，包括基准燃料电池系统的效率-功率曲线。其中，燃料电池系统的效率-功率曲线为：

式中，η为燃料电池系统的输出效率。

作为示例性地，取δp＝0。通过启动模块21，在燃料电池系统集群启动时，控制基准燃料电池系统启动。通过分配模块22，在基准燃料电池系统启动后，燃料电池系统集群中仅有基准燃料电池系统这1套系统工作，随着燃料电池系统集群的输出功率上升，当基准燃料电池系统的输出功率大于2p1时，控制第2套燃料电池系统启动，同时在2套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；燃料电池系统集群中有2套燃料电池系统工作，当基准燃料电池系统的输出功率大于3/2p2时，控制第3套燃料电池系统启动，同时在3套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；以此类推，若系统集群中有n套燃料电池系统处于工作状态，当基准燃料电池系统的输出功率大于(n+1)/npn时，控制第n套燃料电池系统启动，同时在n套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率。

在优选的实施例当中，第二预设条件为：

p＜pn-1-δp；

其中，p为基准燃料电池系统的输出功率，n为燃料电池系统集群中启动的燃料电池系统数量，p1、p2、…pn为根据基准燃料电池系统的效率-功率曲线得到的一系列功率值，使得pn满足η(pn)为所述基准燃料电池系统在输出功率为pn时的输出效率。

作为示例性地，取δp＝0。通过分配模块22，燃料电池系统集群中有n套燃料电池系统处于正常工作状态，随着燃料电池系统集群的输出功率下降，当基准燃料电池系统的输出功率小于pn-1时，控制第n套燃料电池系统停机，同时在余下的n-1套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；当燃料电池系统集群中剩余n-1套燃料电池系统处于正常工作状态，基准燃料电池系统的输出功率小于pn-2时，控制第n-1套燃料电池系统停机，同时在余下的n-2套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；以此类推，当燃料电池系统集群中剩余3套燃料电池系统处于正常工作状态，基准燃料电池系统的输出功率小于p2时，控制第3套燃料电池系统停机，同时在余下的2套燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率；当燃料电池系统集群中剩余2套燃料电池系统处于正常工作状态，基准燃料电池系统的输出功率小于p1时，控制第2套燃料电池系统停机，燃料电池系统集群中仅剩余基准系统处于正常工作状态。

在优选的实施例当中，功率差值为占基准燃料电池系统的最大输出功率1％～20％之间的任一取值。

在优选的实施例当中，所述在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，具体为：当基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，在预设时间后控制下一套燃料电池系统启动。

在优选的实施例当中，所述在基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，控制启动的一套燃料电池系统停机，具体为：当基准燃料电池系统的输出功率满足第二预设条件时，在预设时间后控制启动的一套燃料电池系统停机。

在优选的实施例当中，预设时间为1s～60s之间的任一取值。

在优选的实施例当中，基准燃料电池系统是预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中指定选择或随机选择得到。

本实施例能够根据负载的需求功率，从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中指定一套燃料电池系统作为基准燃料电池系统。

综上所述，实施本发明的实施例，具有如下有益效果：

通过预先从燃料电池系统集群内所有燃料电池系统中选择基准燃料电池系统，在燃料电池系统集群启动时，先控制基准燃料电池系统启动，再不断在基准燃料电池系统的输出功率满足第一预设条件时，控制下一套燃料电池系统启动，以在启动的所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，直至燃料电池系统集群内所有燃料电池系统全部启动，在所有燃料电池系统之间平均分配燃料电池系统集群的总输出功率，从而能够结合逐级启动策略和平均分配策略，在燃料电池系统集群中逐级启动的各套燃料电池系统之间平均分配功率，实现优化燃料电池系统集群效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。