1.1目的及意义

随着人们生活水平的提高，人们对能源的需求日益增大，传统化石能源的储备逐渐减少，不再能够满足人们的需求，能源供需问题日益突出。因此，新能源的开发和利用越来越得到人们的重视。

氢能具有清洁、高效、可再生的特点。它作为可能解决上述问题的途径之一受到关注，而燃料电池（Fuel Cell）则是氢能的一种具体实现方式。燃料电池作为一种电化学的发电装置，不同于常规意义上的电池，它能够等温地按电化学方式直接将化学能转化为电能。能量转换效率高（40% ~ 60%）；环境友好，几乎不排放氮氧化物和硫氧化物；二氧化碳的排放量也比常规电厂减少 40%以上；分散式发电，省去了大型发电站集中式发电所必需的长距离传输线路，降低了电能损失和成本。正是由于这些突出的优越性，燃料电池技术的研究和发展备受各国政府与大公司的重视。

尽管燃料电池发电的优点突出，但受自身电化学特性的影响，燃料电池产生的电能难以被直接利用：

(1) 在燃料电池的运行过程中，随着负载电流的变化，燃料电池的输出电压受极化作用的影响呈现较大的波动范围，这种变化关系如图1.1所示：

大范围波动的电压会给逆变器的控制造成困难，必须依靠直流变换器稳定电压输出，改善燃料电池偏软的输出特性，提高输出功率的质量。

(2) 在实际应用中，为了提高燃料利用率，燃料电池发电系统需要根据负载对功率需求大小的变化调节燃料供给的流量、压力等参数。这样的一个调节过程由于执行机构和物质传递方面的原因，往往具有相对较大的时间常数，需要较长时间才能达到新的稳定输出。即相对负载需求的变化而言，燃料电池系统的响应速度不能满足需要。

综上所述，实际应用要求在系统中接入能够满足负载需求变化的电力电子调节装置，即直流变换器，来改善燃料电池的功率输出，由此形成的更适于驱动负载的典型燃料电池发电装置如下图所示