[发明专利]质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应急电源系统，尤其是指一种利用现有的燃料电池技术，将质子交换膜燃料电池应用于变电站应急电源系统及方法。

背景技术

为了使变电站的设备在任何情况下都能连续运行，通常会采用应急电源来维持设备的运转，当前，变电站的应急电源主要由蓄电池组提供，然而蓄电池组不能够长时间供电、承受冲击电流差、不能带大功率负荷、不能移动，所以当变电站长时间需要应急电源供电特别是大功率负荷需要应急电源时，蓄电池组往往不能满足我们的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其可实现燃料电池发电站的自动化及安全操作。

本发明的另一目的在于提供一种质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统的方法，其可保护变电站更加可靠地长时间运行。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其包括应急电源装置、燃料电池辅助控制系统及报警系统，燃料电池辅助控制系统与报警系统两输出端通过PC机相连，燃料电池辅助控制系统与报警系统的输入端与应急电源装置的输入端及输出端相连。

所述的质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其燃料电池辅助控制系统的输入量主要包括：空气或氧气气压、空气或氧气流量、氢气流量、氢气气压、燃料电池堆输出的电压及电流、尾气气压及尾气温度。

所述的质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其报警系统的输入量主要包括：空气或氧气气压、空气或氧气流量、氢气流量、氢气气压、燃料电池堆输出的电压及电流、尾气气压及尾气温度。

所述的质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其还包括一可检测氢气泄漏的浓度传感器，传感器的数据输入报警系统的输入端。

所述的质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其还包括有蓄电池组，应急电源装置与进电线间以开关相连。

所述的质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其所述的蓄电池组为两组。

所述的质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其所述的应急电源装置输出电能分成三部分，第一部分通信电源，第二部分是通过降压硅链得到不同电压的直流电，第三部分是逆变电路。

所述的燃料电池辅助控制系统的使用方法，其主要包括以下步骤：

(2)将系统所有输出执行阀门全部置0；

(2)设置PID初始值，同时添加定时中断，使其和PID采样率一样；

(3)根据负载电压电流计算空气/氢气气流量PID设定值；

(4)控制器输出PID模拟量调节系统参数。

采用上述结构后，与习用相比，本发明可实现燃料电池发电站的自动化及安全操作的目的，可克服蓄电池不能长时间供电给变电站的缺陷，能保证变电站更加可靠地长时间运行。

附图说明

图1为应用于变电中的应急电源系统的实施例一的结构示意图；

图2为应用于变电中的应急电源系统的实施例二的结构示意图；

图3为应用于变电中的应急电源系统的实施例三的结构示意图；

图4为发明的外用电路结构框图。

具体实施方式

质子交换膜燃料电池发电技术是近年来发展比较快的一种发电方式，它具有启动快、工作温度要求低、比功率大、效率高、无污染等特点，在航空、潜艇、便携式电源、汽车等领域都有应用。因此，针对蓄电池组不能满足长时间提供电源给变电站这一问题，我们提出将质子交换膜燃料电池用于变电站应急电源，结合蓄电池，保证变电站更加可靠地长时间运行。同时，燃料电池移动方便，也可以作为变电站便携式移动电源发电站。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1所示，其为本发明的一种实施例，其公开了一种质子交换膜燃料电池作为变电站应急电源系统，其包括应急电源装置1、燃料电池辅助控制系统2及报警系统3，其中：

燃料电池辅助控制系统2与报警系统3两输出端通过PC机4相连，燃料电池辅助控制系统2与报警系统3的输入端与应急电源装置1的输入端及输出端相连。

所述的燃料电池辅助控制系统2的输入量主要包括：空气或氧气气压21、空气或氧气流量22、氢气流量23、氢气气压24、燃料电池堆输出的电压25及电流26、尾气气压27及尾气温度28。

使用时，所述的燃料电池辅助控制系统的使用方法，其主要包括以下步骤：