一种固态燃料电池发电并网系统及其控制方法与流程

1.本技术涉及燃料电池发电技术领域，特别涉及一种固态燃料电池发电并网系统及其控制方法。


背景技术：

2.现有的sofc(solid oxide fuel cell，固态氧化物燃料电池)并网发电方案是，输入的氢气和空气在燃料电池内部电极进行氧化反应，将化学能转换为电能，再由电力电子转换系统将sofc发出的直流电转换为交流电后进行并网；由于化学能转换为电能的过程中，生成水的同时会释放热量，进而造成大量余热；而这些余热一般会通过散热装置进行耗散，无法得到充分利用，因此该方案的能量使用效率有待提高。
3.由于sofc在发电过程中的内部工作温度可达600℃到1000℃度，是高质量的热源，所以，现有技术中还存在一种方案是利用其发电余热来加热供暖用水、生活或工业用水等，进而提高能量使用效率。
4.然而，上述两种方案下，虽然对sofc进行逆变的电力电子转换系统具有功率快速响应的能力，但是由于sofc内部的电化学、热力学响应以及供氢系统机械部件如阀、泵响应速度慢，所以两种方案都只能让sofc为电网提供稳定的功率或者变化缓慢(秒级)的功率，而不能对电网提供惯量支撑；另外，若强行对sofc实施快速功率调度，不仅不利于保证电网电能质量和电网稳定性，而且负载瞬变会使sofc燃料匮乏，对sofc来说是有害的，并且会缩短其寿命。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种固态燃料电池发电并网系统及其控制方法，以对电网提供惯量支撑，同时避免缩短sofc的寿命。
6.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
7.本技术第一方面提供了一种固态燃料电池发电并网系统的控制方法，固态燃料电池发电并网系统中包括：对固态燃料电池sofc输出电能进行功率转换的电力电子转换系统，和，将所述sofc热能转换为电能的同步发动机系统；所述控制方法包括：
8.s101、接收有功功率调度指令；
9.s102、确定所述同步发动机系统输出的有功功率；
10.s103、以所述有功功率调度指令的有功功率减去所述同步发动机系统输出的有功功率之差，作为所述电力电子转换系统的有功功率参考值；
11.s104、对所述有功功率参考值的变化速率进行限制；
12.s105、以限制后的所述有功功率参考值，作为所述电力电子转换系统的有功功率指令值，使所述电力电子转换系统按照所述有功功率指令值进行有功功率输出。
13.可选的，步骤s102至s105均为实时或周期性执行的。
14.可选的，步骤s104包括：
15.将所述有功功率参考值的变化速率限制在预设范围内。
16.可选的，步骤s102包括：
17.获取所述同步发动机系统输出的三相电压瞬时值及三相电流瞬时值；
18.根据所述三相电压瞬时值及所述三相电流瞬时值，计算得到所述同步发动机系统输出的有功功率。
19.可选的，在任意步骤前后，还包括：
20.s201、接收无功功率调度指令；
21.s202、按照预设比例对所述无功功率调度指令的无功指令进行分配，分别得到所述电力电子转换系统的无功功率指令值及所述同步发动机系统的无功功率指令值，使所述电力电子转换系统及所述同步发动机系统分别按照相应的无功功率指令值进行无功功率输出。
22.可选的，所述预设比例为：所述电力电子转换系统与所述同步发动机系统能够提供的最大无功功率之间的比例。
23.本技术第二方面提供了一种固态燃料电池发电并网系统，包括：燃料供给系统、固态燃料电池组、电力电子转换系统、同步发动机系统及控制系统；其中，
24.所述燃料供给系统用于提供所述固态燃料电池组所需的气体；
25.所述电力电子转换系统用于对所述固态燃料电池组输出的直流电转换为交流电；
26.所述同步发动机系统用于将所述固态燃料电池组的热能转换为交流电；
27.所述燃料供给系统、所述电力电子转换系统及所述同步发动机系统，均受控于所述控制系统；
28.所述控制系统用于执行如上述第一方面任一种所述的固态燃料电池发电并网系统的控制方法。
29.可选的，所述控制系统，包括：站级监控系统和设备级控制系统；
30.所述站级监控系统用于接收数据采集与监视控制系统scada下发的有功功率调度指令和/或无功功率调度指令，并执行所述控制方法；
31.所述设备级控制系统与所述站级监控系统通信连接，并用于实现对于所述燃料供给系统、所述电力电子转换系统及所述同步发动机系统中相应设备的控制。
32.可选的，所述电力电子转换系统，包括：dc/dc变换器和dc/ac逆变器；
33.所述dc/dc变换器的输入端与所述固态燃料电池组的输出端相连；
34.所述dc/dc变换器的输出端与所述dc/ac逆变器的直流侧相连；
35.所述dc/ac逆变器的交流侧通过相应的升压变压器连接电网；
36.所述dc/ac逆变器受控于所述设备级控制系统。
37.可选的，所述同步发动机系统，包括：热传导系统、加温气化装置、汽轮机、同步发动机及同步机励磁系统；
38.所述热传导系统用于将所述固态燃料电池组的热能传递给所述加温气化装置；
39.所述加温气化装置用于将液体供给系统提供的水或冷却液加热，生成蒸汽，以推动所述汽轮机转动；
40.所述汽轮机用于带动所述同步发电机发电；
41.所述同步机励磁系统用于调节所述同步发电机的输出电压；
42.所述同步发电机的输出端通过相应的升压变压器连接电网；
43.所述汽轮机与所述设备级控制系统通信连接，所述同步机励磁系统受控于所述设备级控制系统。
44.可选的，所述设备级控制系统，包括：燃料供给控制系统、汽轮机控制系统、逆变器控制系统及同步机控制系统；
45.所述燃料供给控制系统用于根据所述固态燃料电池组的输出电流，调节所述燃料供给系统的气体流量；以及，将对于所述燃料供给系统的监控信息上报至所述站级监控系统；
46.所述汽轮机控制系统用于调节汽轮机的调控参数，实现对于所述汽轮机的机械转矩的输出控制；以及，上报所述调控参数至所述站级监控系统；
47.所述逆变器控制系统用于响应所述站级监控系统的功率指令，控制dc/ac逆变器按照相应的功率指令值进行功率输出；
48.所述同步机控制系统用于控制同步机励磁系统，来实现对于同步发电机的输出电压的调节；以及，响应所述站级监控系统的无功功率指令，通过所述同步机励磁系统控制所述同步发电机按照相应的无功功率指令值进行无功功率输出。
49.可选的，所述同步机控制系统用于通过所述同步机励磁系统控制所述同步发电机按照相应的无功功率指令值进行无功功率输出时，具体用于：
50.通过所述同步机励磁系统，改变所述同步发电机的励磁电流大小，以使所述同步发电机按照相应的无功功率指令值进行无功功率输出。
51.可选的，所述站级监控系统还用于：监测所述固态燃料电池发电并网系统在并网点处的三相电压电流信号，以确定电网电压和电流的幅值、频率及相位，以及，并网点处的有功功率和无功功率。
52.可选的，所述电力电子转换系统及所述同步发动机系统连接相应升压变压器的一端，分别设置有相应的并网继电器；
53.所述站级监控系统还用于：根据预设起停机逻辑，控制各所述并网继电器的通断。
54.本技术提供的固态燃料电池发电并网系统的控制方法，其在固态燃料电池发电并网系统中包括同步发动机系统的情况下，以该同步发动机系统对电网提供惯量支撑；而且，当接收到有功功率调度指令后，该控制方法先确定同步发动机系统输出的有功功率，然后以有功功率调度指令的有功功率减去该同步发动机系统输出的有功功率之差，作为电力电子转换系统的有功功率参考值；并对该有功功率参考值的变化速率进行限制，避免负载瞬变使sofc燃料匮乏，而缩短sofc寿命的情况发生；最后，以限制后的有功功率参考值，作为电力电子转换系统的有功功率指令值，使电力电子转换系统按照有功功率指令值进行有功功率输出，进而实现对于该有功功率调度指令的响应。
附图说明
55.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
56.图1为本技术实施例提供的固态燃料电池发电并网系统的结构示意图；
57.图2为本技术实施例提供的固态燃料电池发电并网系统的控制框图；
58.图3为本技术实施例提供的固态燃料电池发电并网系统的控制方法的流程图；
59.图4为本技术实施例提供的有功功率指令值的波形示意图；
60.图5为本技术实施例提供的固态燃料电池发电并网系统的控制方法的另一部分流程图；
61.图6为本技术实施例提供的无功功率指令值的波形示意图；
62.图7为本技术实施例提供的同步发电机的定子绕组中的电枢电流与转子中的励磁电流的对应波形示意图；
63.图8为本技术实施例提供的固态燃料电池发电并网系统的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
64.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
65.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
66.本技术提供一种固态燃料电池发电并网系统的控制方法，以对电网提供惯量支撑，同时避免缩短sofc的寿命。
67.如图1所示，该固态燃料电池发电并网系统中包括：燃料供给系统10、固态燃料电池组20、电力电子转换系统30、同步发动机系统40及控制系统(图1中未展示)；其中，电力电子转换系统30用于对固态燃料电池组20的sofc输出电能进行功率转换，具体是将固态燃料电池组20输出的直流电转换为交流电；同步发动机系统40用于将固态燃料电池组20中sofc进行氧化反应时的热能转换为电能。
68.具体的，该同步发动机系统40中主要的工作过程包括：加温气化装置402通过热传导系统401接收sofc的高温余热，利用sofc的高温余热对液体供给系统提供的水或其他冷却液进行加热汽化，形成高温高压蒸汽，该高温高压蒸汽推动汽轮机403，汽轮机403带动同步发电机404发电并网；其中，当蒸汽的压力和温度增加时，汽轮机403的机械转矩增加，同步发电机404的输入功率增大。该电力电子转换系统30中包括：串联连接的dc/dc变换器301和dc/ac逆变器302；该dc/ac逆变器302的运行受控于控制系统，实际应用中可以采用pq功率控制，其控制框图如图2所示。另外，燃料供给系统10会根据固态燃料电池组20的输出电流，来调节自身提供的气体流量。
69.该固态燃料电池发电并网系统的控制方法，如图3所示，具体包括：
70.s101、接收有功功率调度指令。
71.该有功功率调度指令具体可以是由上级scada(supervisory control and data acquisition，数据采集与监视控制系统)发送的，记该有功功率调度指令的有功功率为p
*
。
72.s102、确定同步发动机系统输出的有功功率。
73.参见图2，该步骤s102具体可以包括：
74.(1)获取同步发动机系统40输出的三相电压瞬时值v
syn_abc
及三相电流瞬时值i
syn_abc
；该获取动作可以是实时执行的，此时，后续步骤也会跟随前一步骤实时执行；实际应用中，该步骤s102至s105可以均为实时执行的，或者，也可以均为周期性执行的，视其具体应用环境而定即可，均在本技术的保护范围内。
75.(2)根据三相电压瞬时值v
syn_abc
及三相电流瞬时值i
syn_abc
，通过功率计算(如图2中所示的pq计算)计算得到同步发动机系统40输出的有功功率p
syn
。
76.s103、以有功功率调度指令的有功功率减去同步发动机系统输出的有功功率之差，作为电力电子转换系统的有功功率参考值。
77.也即，通过计算式即可计算得到电力电子转换系统30的有功功率参考值
78.s104、对有功功率参考值的变化速率进行限制。
79.如图4所示，假设控制系统在t0时刻接收到上级scada下发的有功功率调度指令，其有功功率从增加到在t0时刻，电力电子转换系统30的有功功率参考值其中，psyn0为t0时刻同步发动机系统40输出的有功功率。由于sofc内部的电化学、热力学响应，以及供氢系统机械部件如阀、泵响应速度慢，所以只能让sofc为电网提供稳定的功率或者变化缓慢(秒级)的功率；若强行对sofc实施快速功率调度，不仅不利于保证电网电能质量和电网稳定性，而且负载瞬变会使sofc燃料匮乏，会缩短sofc的寿命。所以需要对sofc的功率爬升速率做限制，其最大功率爬升斜率具体可根据sofc的规格说明书进行设置，此处不做限定。
80.当有功功率调度指令的有功功率减小时，若使dc/ac逆变器302的功率也即sofc的输出功率快速下降，也会对sofc内的气体压力造成影响；因此，可以对sofc的功率下降速率也做限制；也即，不论有功功率调度指令的有功功率增加还是减小，都可以将该有功功率参考值的变化速率限制在预设范围内，该预设范围的最大值和最小值均可以根据实际应用环境而定，此处不做限定。
81.s105、以限制后的有功功率参考值，作为电力电子转换系统的有功功率指令值，使电力电子转换系统按照有功功率指令值进行有功功率输出。
82.图2中，id是指dc/ac逆变器交流侧电流d轴分量，是指dc/ac逆变器302交流侧电流d轴分量参考值，iq是指dc/ac逆变器302交流侧电流q轴分量，是指dc/ac逆变器302交流侧电流q轴分量参考值，ed、eq分别是指电网电压d轴和q轴分量，vd、vq分别是指dc/ac逆变器302输出端电压的d轴和q轴分量，v
pes_abc
是指dc/ac逆变器302输出的三相电压瞬时值，i
pes_abc
是指dc/ac逆变器302输出的三相电流瞬时值，v
grid_abc
是指电网电压瞬时值，i
grid_abc
是指电网电流瞬时值，θ是锁相环(如图2中所示的pll)得到的电网相位角。dc/ac逆变器302的控制策略具体过程与现有技术相同，此处不再一一赘述。
83.根据计算得到当前状态下电力电子转换系统30的有功功率参考值并对sofc的功率指令爬升速率设置限制后，dc/ac逆变器302输出的有功功率ppes会跟随有功功率调度指令的有功功率而增加，进而实现对于该有功功率调度指令的响应。此时，燃料供给系统10会根据固态燃料电池组20输出功率的增加而增加供给速率，从而导致单位时间内产生更多热量，从而增加蒸汽的压力和温度，进而增加汽轮机403的机械转矩，此时同步发电机404的输入功率增大，功角增大，输出功率p
syn
增加；同步发电机404输出功率p
syn
的变化又会进一步影响的值，如图4中所示，最终在t1时刻形成一个新的动态平衡使得
84.本实施例提供的该固态燃料电池发电并网系统的控制方法，由于固态燃料电池发电并网系统中引入了同步发动机系统，可以以该同步发动机系统对电网提供惯量支撑；而且，当接收到有功功率调度指令后，该控制方法通过上述过程，对该有功功率参考值的变化速率进行限制，避免了负载瞬变使sofc燃料匮乏，而缩短sofc寿命的情况发生。
85.实际应用中，上级scada还会发送无功功率调度指令，记该无功功率调度指令的无功功率为q
*
；参见图2，控制系统在获取同步发动机系统40输出的三相电压瞬时值v
syn_abc
及三相电流瞬时值i
syn_abc
后，也可以同时通过功率计算(如图2中所示的pq计算)，计算得到同步发动机系统40输出的无功功率q
syn
。
86.若以无功功率调度指令的无功功率q
*
减去同步发动机系统40输出的无功功率q
syn
之差作为该电力电子转换系统30的无功功率参考值即意味着将由电力电子转换系统30独立承担对于上级无功功率调度指令的响应，其响应容量仅限于电力电子转换系统30的无功功率最大值。
87.由于该固态燃料电池发电并网系统中，经电力电子设备并网与经同步机发电并网的系统都能提供快速无功响应，因此，在上一实施例的基础之上，本实施例提供了该固态燃料电池发电并网系统的另一控制方法，其在图3中所示任意步骤前后，还包括图5中所示的：
88.s201、接收无功功率调度指令。
89.s202、按照预设比例对无功功率调度指令的无功指令进行分配，分别得到电力电子转换系统的无功功率指令值及同步发动机系统的无功功率指令值，使电力电子转换系统及同步发动机系统分别按照相应的无功功率指令值进行无功功率输出。
90.与上一实施例中所述的有功功率控制不同，因为燃料电池无功功率也可做到快速响应，比如在30ms以内进行响应，所以控制系统可以将该无功功率调度指令的无功指令按照一定的预设比例分配给电力电子转换系统30与同步发动机系统40。
91.实际应用中，该预设比例可以为：电力电子转换系统30与同步发动机系统40能够提供的最大无功功率之间的比例，也即，控制系统可以根据电力电子转换系统30所能提供最大无功功率以及同步发动机系统40中同步发电机404所能提供最大无功功率的比例来分配无功指令，该预设比例的取值视两系统的具体情况而定，此处不做限定。
92.如图6所示，控制系统在t0时刻接收到上级scada下发的无功功率调度指令，其无功功率从增加到在t0时刻，电力电子转换系统30的无功功率参考值从增加到同步发动机系统40的无功功率参考值从增加到且进
而实现了对于该无功功率调度指令的响应。
93.另外，该同步发电机404可以通过改变励磁电流大小，来改变功率因素即无功功率输出。如图7所示，纵坐标i为同步发电机404定子绕组中的电枢电流，横坐标if为同步发电机404转子中的励磁电流，为功率因素角，为功率因素，p0、p1、p2为同步发电机404三个不同的功率。
94.本实施例借助同步发电机404的引入，使其共同承担对于上级无功功率调度指令的响应，系统整体所能提供的总无功功率比单独sofc发电所能提供的无功功率值要高，从而给电网更好的电压支持能力。
95.本上汽另一实施例还提供了一种固态燃料电池发电并网系统，其如图1所示，包括：燃料供给系统10、固态燃料电池组20、电力电子转换系统30、同步发动机系统40及控制系统；其中：
96.燃料供给系统10用于提供固态燃料电池组20所需的气体，具体是氢气和氧气；氢气与氧气在固态燃料电池组20中各sofc内部发生氧化反应，生成：电能、热量和水；其中，水排空或进入水循环系统，电能和热量分别经两条独立的能量传输和转换流程并入电网。
97.固态燃料电池组20生成的电能进入电力电子转换系统30后，由电力电子转换系统30将固态燃料电池组20输出的直流电转换为交流电；该交流电会通过相应的升压变压器升压后并入电网。该电力电子转换系统30内部，dc/dc变换器301对固态燃料电池组20输出的直流电进行升压，再经过dc/ac逆变器302将其转换为交流电，该dc/ac逆变器302的交流侧通过相应的升压变压器连接电网。
98.固态燃料电池组20生成的热能会被同步发动机系统40接收，然后由同步发动机系统40将其转换为交流电；在该同步发动机系统40内部，热量是先通过热传导系统401中的热传导装置，由sofc传递给加温气化装置402加热，将液体供给系统提供的液态水或冷却液等加温至高温高压蒸气状态，生成高温高压的蒸汽将会推动汽轮机403转动，将热能转化为机械能，同时高温高压的蒸汽会变为低温低压的液体进入水循环系统或冷却液循环系统。汽轮机403带动同步发电机404发电，通过同步机励磁系统405调节同步发电机404的输出电压，然后经相应的升压变压器并入电网。
99.稳态运行时，同步发电机404、电力电子转换系统30的输出端与电网三者保持相同的相位及频率，两台升压变压器的二次侧保持电压幅值相同，与电网并网点电压幅值一致。
100.由于引入了同步发电机404，所以相比sofc单独通过电力电子设备直接并网发电而言，本实施例具有系统惯量大、短路容量大等特点。由于同步发电机404的转子天然具有机械转动惯量，系统惯性常数h为2～4s，当电网由于突增或突减负载引起发-用电功率不平衡导致电网频率发生变化时，同步发电机404的转子转速由于惯性不能突变，从而减缓了系统rocof(rate of change of frequency，频率变化率)，为系统一次调频提供了更宽裕的时间，增加了电网频率稳定性。外加同步机的阻尼特性降低了电网谐振的风险。
101.另外，该燃料供给系统10、电力电子转换系统30及同步发动机系统40，均受控于控制系统；该控制系统用于执行如上述任一实施例所述的固态燃料电池发电并网系统的控制方法。该控制方法的具体过程及原理可以参见上述实施例，此处不再一一赘述。
102.由于同步发电机404的引入，该系统相较单独的sofc经dc/ac逆变器发电并网而言，不仅可以通过利用余热发电提高了sofc的整体发电效率，而且，该同步发电机404还可
以对电网提供惯量支撑，并为系统提供一定短路容量；另外，通过调节同步机励磁系统405，还可以提供无功支撑，进一步提升弱网情况下并网点电压稳定性。
103.在上一实施例的基础之上，本实施例提出一种匹配该系统的功率控制架构和控制策略。实际应用中，该控制系统可以分为两级控制：站级控制以及设备级控制系统，如图8所示，此时该控制系统，包括：站级监控系统51和设备级控制系统52。
104.其中，该站级监控系统51用于接收scada下发的有功功率调度指令和/或无功功率调度指令，并执行该控制方法；实际应用中，该站级监控系统51还可以用于：监测固态燃料电池发电并网系统在并网点处的三相电压电流信号，并对信号进行分析确定如电网电压和电流的幅值、频率及相位等信息，以及，计算并网点处的有功功率、无功功率以及功率因素。并且该站级监控系统51通过通信通道与设备级控制系统52连接，收集设备级控制系统52上传的设备运行状态，同时根据站级控制策略下发对各设备的控制指令；该站级控制策略如图2中的站级主控中所示，包括上述控制方法。另外，该电力电子转换系统30及同步发动机系统40连接相应升压变压器的一端，一般会分别设置有相应的并网继电器(如图2和图8中所示的qs syn及qs pes)，此时，该站级监控系统51还会用于：根据预设起停机逻辑，控制各并网继电器的通断。
105.该设备级控制系统52与站级监控系统51通信连接，并用于实现对于燃料供给系统10、电力电子转换系统30及同步发动机系统40中相应设备的控制。
106.具体的，如图8中所示，该设备级控制系统52，包括：燃料供给控制系统501、汽轮机控制系统502、逆变器控制系统503及同步机控制系统504；其中：
107.燃料供给控制系统501负责sofc的氢气、氧气的供给，并监控sofc电流输出、系统压力等信息；然后，根据固态燃料电池组20的输出电流，通过调节阀的开度和空压机工作状态来跟随该输出电流的变化，调节燃料供给系统10的氢气、氧气流量。而且，该燃料供给控制系统501只向站级监控系统51上传燃料余量、压力和流量信息等监控信息，而不直接接收站级监控系统51的指令。站级监控系统51会根据该燃料供给控制系统501的上传信息，结合上级的功率调度指令，依据站级控制策略给dc/ac逆变器302下发功率指令来实现功率控制；该站级监控系统51给dc/ac逆变器302下发的功率指令中包括上述实施例中所述的有功功率参考值和/或无功功率参考值
108.汽轮机控制系统502负责汽轮机系统蒸汽压力、温度和流速等调控参数的调节以控制汽轮机403的机械转矩的输出。与燃料供给控制系统501类似，汽轮机控制系统502只向站级监控系统51上传蒸汽压力、温度和流量等调控参数的信息，而不直接接收站级监控系统51的指令。
109.逆变器控制系统503负责接收并响应站级监控系统51下发的功率指令，该功率指令包括有功功率参考值和/或无功功率参考值并根据图2中dc/ac逆变器pq功率控制中所示的策略，通过pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制dc/ac逆变器302中各开关管的通断，来使dc/ac逆变器302按照相应的功率指令值进行功率输出。
110.同步机控制系统504用于控制同步机励磁系统405，来实现对于同步发电机404的输出电压的调节，保证同步发电机404输出电压的稳定；以及，响应站级监控系统51的无功功率指令，通过同步机励磁系统405控制同步发电机404按照相应的无功功率指令值进行无
功功率输出；具体可以是通过同步机励磁系统405，改变同步发电机404的励磁电流大小，以使同步发电机404按照相应的无功功率指令值进行无功功率输出。
111.相比传统的sofc单独经dc/ac逆变器发电并网，本实施例将sofc的余热用于加热水或冷却液，形成高温高压蒸汽后推动汽轮机带动同步发电机发电；不仅通过利用余热发电提高了sofc的整体发电效率，理论计算可以将发电效率从60％提升到75％；而且，同步发电机还可以对电网提供惯量支撑，在电网发生功率扰动时减缓系统rocof，为系统一次调频提供了更宽裕的时间；另外，通过调节同步机励磁系统可以提供无功支撑，进一步提升弱网情况下并网点电压稳定性；同时，还为系统提供一定短路容量，提升并网点scr(short circuit ratio，短路比)。
112.本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
113.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
114.对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。