本发明涉及固体氧化物燃料电池分布式发电技术领域，具体地说是一种可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站。
背景技术：
固体氧化物燃料电池是一种在中高温下直接将储存在燃料与氧化剂中的化学能直接转换为电能的发电装置，具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装及零污染等优点，可以直接使用氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质气等多种碳氢燃料。可用于分布式发电领域。
固体氧化物燃料电池输出为高温尾气，可进行回收利用，构建热电联供系统，提高系统利用效率。
分布式电站容量需满足负载功率，而现有技术条件下，固体氧化物燃料电池单堆发电功率受限。
因此，对现有电堆模块进行容量扩充，开发满足负载功率的热电联供电站，对能源及环境有着重要意义。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，包括：
燃料电池发电阵列，包括多个可独立运行的固体氧化物燃料电池发电模块，每个固体氧化物燃料电池发电模块的电能输出端连接电力变换扩展模块，向电力变换扩展模块输出电能；
电力变换扩展模块，包括若干组直流变换通道和交流变换通道，所述直流变换通道输入端通过电缆与固体氧化物燃料电池发电模块电能输出端连接，直流变换通道输出端通过电缆与交流变换通道输入端连接，交流变换通道输出端通过电缆连接用电负荷，向其输出电能；
气体供给扩展模块，通过分支管路将气源分别与燃料电池发电阵列中各个固体氧化物燃料电池发电模块相连，将反应所需气体通入各固体氧化物燃料电池发电模块；
电站控制模块，其采集输入接口与气体供给扩展模块中传感器信号连接，其通信接口分别与燃料电池发电阵列各固体氧化物燃料电池发电模块控制器通信接口、电力变换扩展模块中各变换器通信接口及尾气回收扩展模块中控制器的通信接口连接；监测分布式电站燃料气源压力，监测各固体氧化物燃料电池发电模块运行状态并对其发电量进行控制，监测电力变换扩展模块各变换器运行状态并对其充放电进行控制，监测尾气回收扩展模块运行状态并设定热负荷需求量；
上位机，与电站控制模块中控制器的通信接口连接，用于对电站控制模块进行远程监控。
每组所述直流变换通道包含升压dcdc变换器、双向dcdc变换器及超级电容，超级电容输出端与双向dcdc变换器输入端连接，双向dcdc变换器输出端与升压dcdc变换器输出端连接；所述交流变换通道为dcac逆变器，所述升压dcdc变换器、双向dcdc变换器、dcac逆变器及多路可控开关控制端分别与电站控制模块控制输出信号端连接。
所述电站控制模块包括气体压力传感器及电压电流传感器，采集输入接口、通信接口、控制器；
所述气体压力传感器设置于气体供给扩展模块，采集气体供给扩展模块中燃料主管路的压力信号；且连接采集输入接口，通过采集输入接口发送给控制器；
所述电压电流传感器有若干组，分别设置于电力变换扩展模块中变换器输入输出回路，采集变换器输入输出电压信号和电流信号，通过采集输入接口发送给控制器；
所述控制器，根据采集到的电压信号和电流信号，得出电负荷需求量，变换器及超级电容工作状态，分配各发电模块放电量及超级电容充放电量，使其满足电负荷需求。
所述固体氧化物燃料电池发电模块包括：
气体供给系统，通过管路连接燃料电池堆系统，将反应所需气体通入燃料电池堆系统，所述气体供给系统的控制端与控制系统的控制输出接口连接；
燃料电池堆系统，含有电能输出引线，其电能输出端连接电力变换系统输入端，向电力变换系统输出电能；
电力变换系统，输出端连接内部负载和外部负载，向内部负载和外部负载输出电能，所述dcdc变换器控制端与控制系统控制输出端信号连接；
控制系统，包含多路热电偶、多路电压电流传感器、多路可控开关及控制器，所述多路热电偶、多路电压电流传感器与控制系统采集输入接口信号连接；所述多路可控开关与控制系统控制输出接口信号连接；所述控制器包含通信接口，其根据采集负载功率需求，重新设定控制输出。
所述气体供给系统包括燃料供给管路，供给反应所需的气体；燃料通过管路经流量调节阀与燃料电池堆系统中电堆阳极入口相连；环境中空气通过气泵与燃料电池堆的阳极入口相连；燃料电池堆的阴极入口通过管路经风机与大气相连。
所述燃料电池堆系统包括：
燃料电池堆，其阳极及阴极入口连接换热器，使阳极的燃料及阴极的空气经换热器预热后通入燃料电池堆的阳极及阴极入口；其阳极出口及阴极出口通入燃烧室；燃料电池堆设置电能输出引线，输出电能；
重整室，其输出端经换热器通入燃料电池堆的阳极入口，使重整后的气体进入燃料电池堆的阳极入口；
燃烧室，其输出端通入换热器，使通入燃烧室的尾气燃烧后经换热器进行热量回收；
换热器，其冷端输出分别通入电堆阳极及阴极入口，使重整后燃料及阴极空气经换热器预热后进入电堆。
所述电力变换系统包括dcdc变换器和锂电池组；所述dcdc变换器的输入端连接燃料电池堆系统中电能输出端，所述锂电池组与dcdc变换器的输出端连接。
所述控制系统包括控制器、传感器和流量调节装置，所述传感器通过信号电缆连接控制器，发送采集的数据给控制器；控制器连接流量调节装置，对流量调节装置进行控制。
所述传感器包括：
燃料流量传感器，设置于燃料调节阀出口管路，采集阳极燃料流量；
空气流量传感器，设置于风机出口管路，采集阴极空气流量；
电堆温度传感器，设置于燃料电池堆附近，采集电堆温度；
重整温度传感器，设置于重整室中，采集重整室温度；
尾气温度传感器，设置于换热器出口，采集尾气温度；
电堆电流传感器，设置于电堆电能输出回路，采集电堆输出电流；
电堆电压传感器，设置于电堆电能输出端，采集电堆输出电压；
可燃气体传感器，设置于燃料电池堆系统附近，采集可燃气浓度。
还包括尾气回收扩展模块，所述尾气回收扩展模块包括尾气收集单元、循环风机、换热器、循环水泵、液位传感器、给水泵、蓄水池、水罐及尾气控制器；
所述尾气控制器通过通信接口连接电站控制模块，接收电站控制模块的热负荷需求设定值，根据电站控制模块控制器设定热负荷需求值，通过控制循环风机及循环水泵转速，控制回收热量；所述尾气收集单元通过管路连接固体氧化物燃料电池发电模块，收集固体氧化物燃料电池发电模块的尾气，其输出端经管路与循环风机入口连接，循环风机出口经管路与换热器入口连接，水罐中的水通过循环水泵经管路泵送到换热器输入端，换热器出口与用户管路连接，为用户提供热水，给水泵用于将蓄水池中水泵送到水罐中；所述液位传感器设置于水罐底部，采集水罐液位信息发送给尾气控制器；所述温度传感器设置于尾气收集单元，采集回收的尾气温度发送给尾气控制器；所述尾气控制器采集温度传感器信息及电站控制器设定值，控制循环风机及循环水泵转速，通过通信接口将尾气扩展模块运行状态上传到电站控制器。
本发明具有以下有益效果及优点：
本发明易于扩展，便于维修，运行可靠，能量管理策略简单有效，电站运行效率高。
附图说明
图1是本发明的电站结构框图；
图2是本发明的电气结构连接图；
图3是本发明的固体氧化物燃料电池发电模块结构图；
图4是本发明的控制系统结构图；
图5是本发明的尾气回收扩展模块结构连接图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可能直接在另一个元件上，或也可以存在居中的元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示是本发明的电站结构框图；
一种可扩展的固定式固体氧化物燃料电池分布式电站，包括多个可独立运行的固体氧化物燃料电池发电模块阵列、气体供给扩展模块、电力变换扩展模块、尾气回收扩展模块及电站控制模块。
所述电站控制模块，包括电站控制器、触摸屏及传感器。所述电站控制器用于电站能量管理，所述触摸屏用于手动调试及实时显示电站运行状态，所述传感器用于采集电站关键变量参数。采集输入接口分别与设置于气体供给扩展模块的气体压力传感器及设置于电力变换扩展模块的多路电压电流传感器连接；通信接口，分别与各固体氧化物燃料电池发电模块的控制器通信接口、电力变换扩展模块中的元件通信接口、尾气回收扩展模块的控制器通信接口连接，采集固体氧化物燃料电池发电模块运行信息并可对其发电量进行控制，采集电力变换扩展模块中变换器运行状态并对其充放电进行控制，设置需求热负荷到尾气扩展模块。
所述电站负载需求改变时，先由超级电容提供峰值功率，然后重新进行功率分配，满足负载功率，使各发电模块运行在最大发电效率点，超级电容运行在其最优工作区间。
所述功率分配，根据各发电模块及超级电容运行状态，确定各直流供电通道可发电量范围。根据电站负载需求及各直流供电通道可发电量，对各直流供电通道放电量进行分配。
所述升压dcdc变换器输出电流可控，可控制升压dcdc变换器放电功率。所述双向dcdc变换器输出电压可控，可控制双向dcdc变换器充放电功率。通过升压dcdc变换器及双向dcdc变换器，控制各直流主供电通道放电功率及直流辅助供电通道充放电功率；
通过通信接口，设定各并联发电模块放电功率分配，使各发电模块运行在其最大发电效率点，使总放电功率满足升压dcdc变换器功率需求。
在发电模块故障时，将故障发电模块放电功率设为0，并增加其它并联发电模块放电功率设定，以满足负载需求。发电模块更换后，重新进行发电模块状态检测，并可重新设定其放电功率。
所述电站控制器至少包括组网通信接口、上位机通信接口及触摸屏通信接口，所述组网通信接口与各发电模块通信接口、各升压dcdc变换器通信接口、各双向dcdc变换器通信接口、尾气回收控制器通信接口信号连接；所述上位机通信接口与上位机通信接口信号连接，方便上位机进行远程监控；所述触摸屏通信接口与触摸屏进行通信，实现现场电站运行状态显示及调试。
所述电站控制器具有故障诊断功能，并根据故障进行相应报警通知及开关通断控制。
实施例1：100kw固体氧化物燃料电池分布式电站构建及能量管理。
电站包括4路直流供电通道1-4及2路直流逆变通道。所述直流供电通道包括直流主供电通道及直流辅助供电通道。所述直流供电通道包括6个并联的发电模块及1个升压dcdc变换器。所述直流辅助供电通道包括一个超级电容模块及1个双向dcdc变换器。所述2路逆变通道相互独立。所述发电模块为5kw发电模块；输出48vdc，所述升压dcdc变换器为48v转240v升压变换器，额定功率30kw，输出电流可控；所述超级电容模块为48vdc模块；所述双向dcdc变换器为48v转240v双向dcdc变换器，额定功率30kw，输出电压可控；所述逆变器将直流电转换为三相电输出，每路额定功率60kw。
所述电站能量管理原理如下：
电站负荷需求改变前，有4路直流供电通道经逆变器放电功率等于电站负荷需求，即
(pch1 pch2)*ηdcac1 (pch3 pch4)*ηdcac1＝pload
电站负荷需求改变后，各路直流供电通道放电功率改变，由超级电容提供峰值功率，即
(pch1’ pch2’)*ηdcac1 (pch3’ pch4’)*ηdcac1＝pload’
根据各发电模块及超级电容模块状态，确定其放电功率范围。其中根据各发电模块气体供给量确定其放电功率范围。根据超级电容电压及充放电电流确定其最大充放电功率。并重新进行功率分配，使各发电模块运行在其最大发电效率点，超级电容运行在其工作区间，即
(pch1set pch2set)*ηdcac1 (pch3set pch4set)*ηdcac1＝pload’
其中，
pch1set＝pdcdc1set pbi_dcdc1set
pch2set＝pdcdc2set pbi_dcdc2set
pch3set＝pdcdc3set pbi_dcdc3set
pch4set＝pdcdc4set pbi_dcdc4set
pdcdc1set＝(pfcm11set pfcm12set pfcm13set pfcm14set pfcm15set pfcm16set)*ηdcdc1
pbi_dcdc1set＝psc1set*ηbi-dcdc1
pdcdc2set＝(pfcm21set pfcm22set pfcm23set pfcm24set pfcm25set pfcm26set)*ηdcdc2
pbi_dcdc2set＝psc2set*ηbi-dcdc2
pdcdc3set＝(pfcm31set pfcm32set pfcm33set pfcm34set pfcm35set pfcm36set)*ηdcdc3
pbi_dcdc3set＝psc3set*ηbi-dcdc3
pdcdc4set＝(pfcm41set pfcm42set pfcm43set pfcm44set pfcm45set pfcm46set)*ηdcdc4
pbi_dcdc4set＝psc4set*ηbi-dcdc4
设定功率需满足，
pfcm1iset<＝pfcm1imaxi＝1,2,3,4,5,6
pfcm2iset<＝pfcm2imaxi＝1,2,3,4,5,6
pfcm3iset<＝pfcm3imaxi＝1,2,3,4,5,6
pfcm4iset<＝pfcm4imaxi＝1,2,3,4,5,6
pscimin<＝psciset<＝pscimaxi＝1,2,3,4
通过控制各升压dcdc变换器及双向dcdc变换器，实现发电模块放电功率及超级电容模块充放电功率设定。
如图2所示为本发明的电气结构连接图。
所述发电模块阵列，将发电模块分为多组，每组含多个并联的发电模块；所述发电模块由电池堆子系统、气体供给子系统、电力变换子系统、负载子系统及控制子系统组成。所述电堆子系统，包括固体氧化物燃料电池堆、重整器、燃烧器及换热器等组件。供给的燃料气体及氧化剂气体经管路与电堆入口相连，未反应尾气通入燃烧器燃烧，输出燃烧尾气经换热器回收部分热量，其余经尾气出口排空。电堆输出电能经电缆与功率变换器件入口相连；所述气体供给子系统，包括气体调节阀、风机及管路，将气瓶内燃料经管路、阀门与电堆阳极入口相连，空气经风机、管路与电堆阴极入口相连；所述电力变换子系统，由dcdc变换器及锂电组及负载开关组成，电堆输出电能经电缆与dcdc变换器入口相连，所述dcdc变换器出口经电缆、负载开关与负载相连，所述锂电池组并联于所述dcdc变换器输出端，所述负载开关串联于所述dcdc变换器输出正极性端，所述dcdc变换器输出可控；所述负载子系统，包括内部负载及外部负载，分别经电缆并联于所述dcdc变换器输出端；所述控制子系统组成，包括控制器、传感器及执行器，具有通信接口，通过控制气量，dcdc变换器输出能量实现负荷跟踪控制。可通过开关切换到独立发电或多机并联发电模式。用电负荷，为用户消耗用电负载；用热负荷，为用户需要热水量。
所述气体供给扩展模块，将气瓶中的燃料气体经主管路及其分支管路分别与各个发电模块气体供给子系统中调节阀门入口相连，供给燃料给各个发电模块。
所述电力变换扩展模块，包括多路直流供电通道及逆变模块。所述两路直流供电通道输出端经电缆与逆变器模块输入端连接，所述直流供电通道将发电模块及超级电容供给直流电进行直流变换，所述逆变器模块将直流供电通道输出直流电转换为交流电。所述直流供电通道含直流主供电通道及直流辅助供电通道。所述直流主供电通道输出端经电缆与直流辅助供电通道输出端并联，所述直流主供电通道提供负载平均功率，所述直流辅助供电通道提供负载峰值功率。所述直流供电通道含多个并联的发电模块及升压dcdc变换器，所述多个发电模块输出端经电缆并联，并与升压dcdc变换器输入端电气连接。所述直流辅助供电通道含超级电容及双向dcdc变换器，所述超级电容输出端经电缆与双向dcdc变换器输入端连接。所述升压dcdc变换器及双向dcdc变换器可控。
如图3所示是本发明的固体氧化物燃料电池发电模块结构图。
固体氧化物燃料电池发电模块包括：
气体供给系统，通过管路连接燃料电池堆系统，将反应所需气体通入燃料电池堆系统，所述气体供给系统的控制端与控制系统的控制输出接口连接；
燃料电池堆系统，含有电能输出引线，其电能输出端连接电力变换系统输入端，向电力变换系统输出电能；
电力变换系统，输出端连接内部负载和外部负载，向内部负载和外部负载输出电能，所述dcdc变换器控制端与控制系统控制输出端信号连接；
控制系统，包含多路热电偶、多路电压电流传感器、多路可控开关及控制器，所述多路热电偶、多路电压电流传感器与控制系统采集输入接口信号连接；所述多路可控开关与控制系统控制输出接口信号连接；所述控制器包含通信接口，其根据采集负载功率需求，重新设定控制输出。
气体供给系统包括燃料供给管路，供给反应所需的气体；燃料通过管路经流量调节阀与燃料电池堆系统中电堆阳极入口相连；环境中空气通过气泵与燃料电池堆的阳极入口相连；燃料电池堆的阴极入口通过管路经风机与大气相连。
燃料电池堆系统包括：
燃料电池堆，其阳极及阴极入口连接换热器，使阳极的燃料及阴极的空气经换热器预热后通入燃料电池堆的阳极及阴极入口；其阳极出口及阴极出口通入燃烧室；燃料电池堆设置电能输出引线，输出电能；
重整室，其输出端经换热器通入燃料电池堆的阳极入口，使重整后的气体进入燃料电池堆的阳极入口；
燃烧室，其输出端通入换热器，使通入燃烧室的尾气燃烧后经换热器进行热量回收；
换热器，其冷端输出分别通入电堆阳极及阴极入口，使重整后燃料及阴极空气经换热器预热后进入电堆。
电力变换系统包括dcdc变换器和锂电池组；所述dcdc变换器的输入端连接燃料电池堆系统中电能输出端，所述锂电池组与dcdc变换器的输出端连接。
如图4所示为本发明的控制系统结构图。
所述控制系统由控制器、传感器及流量调节装置组成，根据传感器采集信号，生成流量控制信号作用于流量调节装置，或生成电量控制信号作用于dcdc变换器，用于便携式固体氧化物燃料电池发电装置的自动控制。
所述传感器包括：
燃料流量传感器，设置于燃料调节阀出口管路，采集阳极燃料流量；
空气流量传感器，设置于风机出口管路，采集阴极空气流量；
电堆温度传感器，设置于燃料电池堆附近，采集电堆温度；
重整温度传感器，设置于重整室中，采集重整室温度；
尾气温度传感器，设置于换热器出口，采集尾气温度；
电堆电流传感器，设置于电堆电能输出回路，采集电堆输出电流；
电堆电压传感器，设置于电堆电能输出端，采集电堆输出电压；
可燃气体传感器，设置于燃料电池堆系统附近，采集可燃气浓度。
所述发电装置控制器，可进行发电装置启动、运行及停止状态能量管理控制；
所述发电装置处于启动状态，由锂电池组提供电能给内部负载及外部负载；
所述发电装置处于运行状态时，控制器根据变化的负载功率需求，当前电堆状态及锂电池组状态，通过控制dcdc变换器输出，优化电堆放电功率及锂电池组充放电功率，实现负荷跟踪控制；
所述发电装置处于停止状态，由锂电池组提供电能给控制子系统。
实施例2：电站尾气回收控制策略。
如图5所示是本发明的尾气回收扩展模块结构连接图。
尾气回收扩展模块包括尾气收集单元、循环风机、换热器、循环水泵、液位传感器、给水泵、蓄水池、水罐及尾气控制器，所述各发电模块尾气出口经管路与尾气收集单元入口相连，尾气收集单元出口经管路与循环风机入口相连，风机出口经管路与换热器入口相连，其出口排空。所述水罐入口经管路与蓄水池及给水泵相连，水罐出口经管路与循环水泵入口相连，循环水泵出口经管路与换热器入口相连，进行热量回收，出口热水经管路供给住户。所述循环风机为耐高温风机。尾气回收扩展模块对燃料电池发电阵列输出尾气进行热量回收，加热循环水。燃料电池发电模块尾气经管路与尾气收集单元连接，其输出端经管路与循环风机入口连接，循环风机出口经管路与换热器入口连接，水罐中的水通过循环水泵经管路泵送到换热其输入端，给水泵用于将蓄水池中水泵送到水罐中。所述液位传感器、温度传感器与尾气控制器采集输入接口信号连接，所述循环风机、循环水泵、给水泵控制端与尾气控制器控制输出端信号连接。所述控制器具有通信接口，通过通信电缆与电站控制模块中控制器通信接口信号连接，可根据电站控制模块控制器设定水温进行控制。
尾气回收控制策略如下：
根据各发电模块当前放电功率及气体供给，计算其尾气组分及含量，求和得出电站尾气各组分含量nco2、nh2o、nn2及no2。
测量换热器热端入口温度t1i，换热器热端出口温度t1o，换热器冷端入口温度t2i，当前环境温度t0。
通过循环风机对尾气进行加压，使其与循环水进行换热。
计算尾气含有热量
pexhaust＝nco2*cco2*(t1i-t0) nh2o*ch2o*(t1i-t0) nn2*cn2*(t1i-t0) no2*co2*(t1i-t0)
计算换热器热端出口具有能量
phxout＝nco2*cco2*(t1o-t0) nh2o*ch2o*(t1o-t0) nn2*cn2*(t1o-t0) no2*co2*(t1o-t0)
并根据出水温度设定值tset，有如下热量平衡。
pexhaust-phxout＝nwaterset*cwater*tset
根据上式调节循环水流量设定值nwaterset。
1.一种可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于，包括：
燃料电池发电阵列，包括多个可独立运行的固体氧化物燃料电池发电模块，每个固体氧化物燃料电池发电模块的电能输出端连接电力变换扩展模块，向电力变换扩展模块输出电能；
电力变换扩展模块，包括若干组直流变换通道和交流变换通道，所述直流变换通道输入端通过电缆与固体氧化物燃料电池发电模块电能输出端连接，直流变换通道输出端通过电缆与交流变换通道输入端连接，交流变换通道输出端通过电缆连接用电负荷，向其输出电能；
气体供给扩展模块，通过分支管路将气源分别与燃料电池发电阵列中各个固体氧化物燃料电池发电模块相连，将反应所需气体通入各固体氧化物燃料电池发电模块；
电站控制模块，其采集输入接口与气体供给扩展模块中传感器信号连接，其通信接口分别与燃料电池发电阵列各固体氧化物燃料电池发电模块控制器通信接口、电力变换扩展模块中各变换器通信接口及尾气回收扩展模块中控制器的通信接口连接；监测分布式电站燃料气源压力，监测各固体氧化物燃料电池发电模块运行状态并对其发电量进行控制，监测电力变换扩展模块各变换器运行状态并对其充放电进行控制，监测尾气回收扩展模块运行状态并设定热负荷需求量；
上位机，与电站控制模块中控制器的通信接口连接，用于对电站控制模块进行远程监控。
2.根据权利要求1所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：每组所述直流变换通道包含升压dcdc变换器、双向dcdc变换器及超级电容，超级电容输出端与双向dcdc变换器输入端连接，双向dcdc变换器输出端与升压dcdc变换器输出端连接；所述交流变换通道为dcac逆变器，所述升压dcdc变换器、双向dcdc变换器、dcac逆变器及多路可控开关控制端分别与电站控制模块控制输出信号端连接。
3.根据权利要求1所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：所述电站控制模块包括气体压力传感器及电压电流传感器，采集输入接口、通信接口、控制器；
所述气体压力传感器设置于气体供给扩展模块，采集气体供给扩展模块中燃料主管路的压力信号；且连接采集输入接口，通过采集输入接口发送给控制器；
所述电压电流传感器有若干组，分别设置于电力变换扩展模块中变换器输入输出回路，采集变换器输入输出电压信号和电流信号，通过采集输入接口发送给控制器；
所述控制器，根据采集到的电压信号和电流信号，得出电负荷需求量，变换器及超级电容工作状态，分配各发电模块放电量及超级电容充放电量，使其满足电负荷需求。
4.根据权利要求1所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：所述固体氧化物燃料电池发电模块包括：
气体供给系统，通过管路连接燃料电池堆系统，将反应所需气体通入燃料电池堆系统，所述气体供给系统的控制端与控制系统的控制输出接口连接；
燃料电池堆系统，含有电能输出引线，其电能输出端连接电力变换系统输入端，向电力变换系统输出电能；
电力变换系统，输出端连接内部负载和外部负载，向内部负载和外部负载输出电能，所述dcdc变换器控制端与控制系统控制输出端信号连接；
控制系统，包含多路热电偶、多路电压电流传感器、多路可控开关及控制器，所述多路热电偶、多路电压电流传感器与控制系统采集输入接口信号连接；所述多路可控开关与控制系统控制输出接口信号连接；所述控制器包含通信接口，其根据采集负载功率需求，重新设定控制输出。
5.根据权利要求4所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：所述气体供给系统包括燃料供给管路，供给反应所需的气体；燃料通过管路经流量调节阀与燃料电池堆系统中电堆阳极入口相连；环境中空气通过气泵与燃料电池堆的阳极入口相连；燃料电池堆的阴极入口通过管路经风机与大气相连。
6.根据权利要求4所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：所述燃料电池堆系统包括：
燃料电池堆，其阳极及阴极入口连接换热器，使阳极的燃料及阴极的空气经换热器预热后通入燃料电池堆的阳极及阴极入口；其阳极出口及阴极出口通入燃烧室；燃料电池堆设置电能输出引线，输出电能；
重整室，其输出端经换热器通入燃料电池堆的阳极入口，使重整后的气体进入燃料电池堆的阳极入口；
燃烧室，其输出端通入换热器，使通入燃烧室的尾气燃烧后经换热器进行热量回收；
换热器，其冷端输出分别通入电堆阳极及阴极入口，使重整后燃料及阴极空气经换热器预热后进入电堆。
7.根据权利要求4所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：所述电力变换系统包括dcdc变换器和锂电池组；所述dcdc变换器的输入端连接燃料电池堆系统中电能输出端，所述锂电池组与dcdc变换器的输出端连接。
8.根据权利要求4所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：所述控制系统包括控制器、传感器和流量调节装置，所述传感器通过信号电缆连接控制器，发送采集的数据给控制器；控制器连接流量调节装置，对流量调节装置进行控制。
9.根据权利要求8所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：所述传感器包括：
燃料流量传感器，设置于燃料调节阀出口管路，采集阳极燃料流量；
空气流量传感器，设置于风机出口管路，采集阴极空气流量；
电堆温度传感器，设置于燃料电池堆附近，采集电堆温度；
重整温度传感器，设置于重整室中，采集重整室温度；
尾气温度传感器，设置于换热器出口，采集尾气温度；
电堆电流传感器，设置于电堆电能输出回路，采集电堆输出电流；
电堆电压传感器，设置于电堆电能输出端，采集电堆输出电压；
可燃气体传感器，设置于燃料电池堆系统附近，采集可燃气浓度。
10.根据权利要求1所述的可扩展的固体氧化物燃料电池分布式电站，其特征在于：还包括尾气回收扩展模块，所述尾气回收扩展模块包括尾气收集单元、循环风机、换热器、循环水泵、液位传感器、给水泵、蓄水池、水罐及尾气控制器；
所述尾气控制器通过通信接口连接电站控制模块，接收电站控制模块的热负荷需求设定值，根据电站控制模块控制器设定热负荷需求值，通过控制循环风机及循环水泵转速，控制回收热量；所述尾气收集单元通过管路连接固体氧化物燃料电池发电模块，收集固体氧化物燃料电池发电模块的尾气，其输出端经管路与循环风机入口连接，循环风机出口经管路与换热器入口连接，水罐中的水通过循环水泵经管路泵送到换热器输入端，换热器出口与用户管路连接，为用户提供热水，给水泵用于将蓄水池中水泵送到水罐中；所述液位传感器设置于水罐底部，采集水罐液位信息发送给尾气控制器；所述温度传感器设置于尾气收集单元，采集回收的尾气温度发送给尾气控制器；所述尾气控制器采集温度传感器信息及电站控制器设定值，控制循环风机及循环水泵转速，通过通信接口将尾气扩展模块运行状态上传到电站控制器。
技术总结