[发明专利]甲醇制氢储能的燃料电池基站备用电源系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种燃料电池电源系统，尤其涉及一种甲醇制氢储能的燃料电池基站备用电源系统。

背景技术

通信基站最常用的备用电源是由铅酸蓄电池组成的，在使用中需要始终处于浮充状态，耗能大寿命短，制造过程与废旧电池的处理都会给环境带来不得影响。当前也出现了一些使用氢燃料电池制备的备用电源，其优点是无污染、备用待机状态不会消耗大量能源，因而使用寿命长，综合成本低。

但在储备氢源用完后需要及时提供氢源，现在见到的一些报道主要是使用瓶装压缩氢气，储存占用体积大，更换及运输过程安全性差，需要专业人士去操作。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的备用电源提供方式，以便克服现有提供方式的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种甲醇制氢储能的燃料电池基站备用电源系统，可提高储能效率。

此外，本发明还提供一种甲醇制氢储能的燃料电池基站备用电源系统的控制方法，可提高储能效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种甲醇制氢储能的燃料电池基站备用电源系统，所述系统包括甲醇重整制氢机、HT-PEMFC氢能电源、控制器、固化储氢系统、第一控制阀、第二控制阀、氢气压缩机、氢气脱水系统；

所述甲醇重整制氢机、HT-PEMFC氢能电源与固化氢储氢系统互相连接；甲醇重整制氢机与HT-PEMFC氢能电源之间设有第一控制阀，固化氢储氢系统与HT-PEMFC氢能电源之间设有第二控制阀；甲醇重整制氢机、氢气脱水系统、氢气压缩机、固化储氢系统依次连接；控制器检测与控制各个单元的信息与动作；

所述控制器中包含少量储能电池，具有快速反应的不间断供电能力，储能能够保证维持不少于5分钟的基站电源使用，保证平稳过渡到氢能电源向基站电源供电，同时这个少量的储能又用于启动氢能电源；

若控制器检测到外网供电中断，控制器中包含的不间断电源即向基站通信设备不间断供电，同时控制第二控制阀向氢能电源供氢，并启动氢能电源，在1～2分钟内氢能电源输出正常后控制氢能电源向基站通信设备供电，由电位平衡关系控制器内置的不间断电源将停止工作；

启动甲醇重整制氢装置，在甲醇重整制氢装置开始工作产生氢气后，打开第一控制阀，与固化储氢系统同时向氢能电源供氢；

控制器在检测到甲醇重整制氢机达到额定输出能力后，关闭第二控制阀，由甲醇重整制氢装置单独向氢能电源供氢；

控制器检测到外网恢复供电后，关闭氢能电源、关闭第一控制阀、启动氢气压缩机，甲醇重整制氢机产生的氢气通过氢气脱水装置脱水，由氢气压缩机升压后向固化储氢系统充氢，以补充甲醇重整制氢机在启动阶段固化储氢消耗的氢气储量，控制器检测到固化储氢已经充满后，停止甲醇重整制氢装置的工作，检测甲醇储箱的剩余容量，向管理人员发送信息；

控制器检测到外网供电正常后，自动补充内置不间断电源的储能；控制器具备远程网络通信能力，管理人员能够通过网络远程监视备用电源系统的工作状态，在甲醇储量小于设定的临界值时，将向管理员发出报警信号；如果外网供电中断时间过长，而甲醇又无法及时补充，控制器将充分利用固化储氢与控制器的内置不间断电源，尽量延长基站通信设备的电力保障时间。

一种甲醇制氢储能的燃料电池基站备用电源系统，所述系统包括甲醇重整制氢机、氢能电源、控制器、固化储氢系统、第一控制阀、第二控制阀、氢气压缩机、氢气脱水系统；

所述甲醇重整制氢机、氢能电源与固化氢储氢系统互相连接；甲醇重整制氢机与氢能电源之间设有第一控制阀，固化氢储氢系统与氢能电源之间设有第二控制阀；甲醇重整制氢机、氢气脱水系统、氢气压缩机、固化储氢系统依次连接；控制器检测与控制各个单元的信息与动作。

作为本发明的一种优选方案，所述控制器中包含少量储能电池，具有快速反应的不间断供电能力，储能能够保证维持设定时间的基站电源使用，保证平稳过渡到氢能电源向基站电源供电，同时这个少量储能电池又用于启动氢能电源。

作为本发明的一种优选方案，固化储氢系统用于快速启动氢能电源，甲醇重整制氢机用于持续提供氢气以及向固化储氢系统充氢。

作为本发明的一种优选方案，若控制器检测到外网供电中断，控制器中包含的不间断电源即向基站通信设备不间断供电，同时控制第二控制阀向氢能电源供氢，并启动氢能电源，在设定时间内氢能电源输出正常后控制氢能电源向基站通信设备供电，由电位平衡关系控制器内置的不间断电源将停止工作；