[发明专利]一种自供给燃料电池基站备用电源系统及控制方法

权利要求书

1.一种自供给燃料电池基站备用电源系统，其特征在于，包括蓄水池、电解水装置、储氢瓶、燃料电池、DC/DC控制器、控制单元和输出单元；所述控制单元包括ECU控制系统和远程监控系统；所述输出单元包括AC/DC控制柜、蓄电池和负载；

所述蓄水池与所述电解水装置连接，所述电解水装置与所述储氢瓶连接，所述储氢瓶与所述燃料电池连接，所述燃料电池与所述DC/DC控制器连接，所述DC/DC控制器与所述蓄电池连接，所述蓄电池与所述负载连接；

所述AC/DC控制柜的一端与所述蓄电池连接，所述AC/DC控制柜的另一端与外网三相电源连接；所述电解水装置与外网三相电源连接；

所述蓄水池、电解水装置、储氢瓶、燃料电池、DC/DC控制器均与所述ECU控制系统连接；所述ECU控制系统与远程监控系统连接；

所述ECU控制系统包括第一三路继电器开关；

所述第一三路继电器开关的线圈连接在外网三相电源的中性线和一个相线之间；所述第一三路继电器开关的触点开关分别连接在所述AC/DC控制柜和外网三相电源的三个相线之间；

所述ECU控制系统还包括ECU控制器、电压变送器、燃料电池控制器和用于控制燃料电池控制器工作的第二继电器开关；所述ECU控制器上设有用于检测外网三相电压的第一检测端口；

所述电压变送器连接在所述蓄电池的两端，所述电压变送器的输入端连接到所述ECU控制器上；

所述第二继电器开关的线圈连接到所述ECU控制器上，所述第二继电器开关的触点开关连接所述燃料电池控制器的一端，所述燃料电池控制器的另一端连接所述燃料电池；

所述ECU控制系统还包括第三三路继电器开关、用于控制电解水装置制氢的第四继电器开关和氢瓶压力传感器；

所述第三三路继电器开关的线圈的一端连接外网三相电源的中性线，所述第三三路继电器开关的线圈的另一端连接所述第四继电器开关的触点开关的一端，所述第四继电器开关的触点开关的另一端连接外网三相电源的一个相线；

所述第三三路继电器开关的触点开关分别连接在外网三相电源的三个相线和所述电解水装置之间；

所述第四继电器开关的线圈连接到所述ECU控制器上；

所述氢瓶压力传感器设在所述储氢瓶上，所述氢瓶压力传感器连接到所述ECU控制器上；

所述ECU控制系统还包括用于控制蓄水池水量的第五继电器开关、水量传感器和电控水阀；

所述水量传感器和电控水阀设在所述蓄水池内，所述水量传感器连接到所述ECU控制器上；所述电控水阀与所述第五继电器开关的触点开关连接；所述第五继电器开关的线圈连接到所述ECU控制器上；

所述ECU控制系统还包括用于控制报警的第六继电器开关和电流互感器；

所述第六继电器开关的线圈连接到所述ECU控制器上；所述第六继电器开关的触点开关连接在所述第四继电器开关的触点开关和外网三相电源的所述一个相线之间；

所述电流互感器设在所述电解水装置的三相输入电源上，所述电流互感器与所述ECU控制器连接；

所述ECU控制器上还设有用于检测电解水装置的三相输入电源电压的第二检测端口。

2.一种基于权利要求1所述的自供给燃料电池基站备用电源系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在外网三相电源稳定时，三相电源经过AC/DC控制柜整流后，给蓄电池供电，由蓄电池给负载供电；同时，ECU控制器监测储氢瓶的储氢量，当储氢量低于设定值后，ECU控制器发出信号，电解水装置进行电解水制氢及储氢的工作，当储氢瓶的氢气量达到设定值时，电解水装置停止工作；

步骤二：ECU控制系统实时监测外网三相电源及蓄电池电压，当外网三相电源断电时，如果蓄电池电压大于第一阈值，则仍然由蓄电池给负载供电；当外网电源断电后，如果蓄电池电压小于等于第一阈值时，ECU控制器发出信号，燃料电池控制器控制燃料电池启动工作，通过DC/DC控制器给蓄电池充电，通过蓄电池给负载供电；当蓄电池电压达到高于第一阈值的第二阈值时，ECU控制器发出信号，燃料电池停止工作；待蓄电池电压再次下降到第一阈值时燃料电池再次开始工作，如此循环运行，直到外网三相电源恢复供电；

步骤三：ECU控制系统实时监控蓄水池的水位并控制电控水阀打开或关闭，保证蓄水池具有足够的蓄水量；

步骤四：ECU控制系统将相关各子系统的数据参数通过远程监控系统与终端相连，进行实时报警和监控。

3.根据权利要求2所述的自供给燃料电池基站备用电源系统的控制方法，其特征在于，所述第一阈值为47V，所述第二阈值为54V。