[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

说明书

本发明提供一种自供给燃料电池基站备用电源系统，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ECU控制系统可以实时监测储氢瓶的储氢量、蓄水池水量、蓄电池电压等，并灵活控制燃料电池基站备用电源系统内各装置启动或停止工作；该燃料电池基站备用电源系统的燃料由系统自供给，可以减少或减免人员上山送燃料的次数，节约人工维护成本；本发明还提供一种该系统的控制方法，通过合理的算法，既能保证通信基站的正常供电，又可以智能调节，避免资源浪费。

技术领域

本发明涉及供电装置技术领域，尤其涉及一种自供给燃料电池基站备用电源系统及控制方法。

背景技术

目前国内的通信基站等领域大多采用柴油发电机组作为备用供电系统，当外网三相电源稳定时，柴油机组不工作，三相电源经AC/DC控制柜整流后，给蓄电池供电，由蓄电池给负载供电；当外网三相电源断电时，柴油发电机组启动工作，柴油机组发出的三相电源经AC/DC控制柜整流后，给蓄电池供电，由蓄电池给负载供电。现有的备用供电系统至少存在如下缺陷：

1、只要外网三相电源断电，无论蓄电池电源是否足够，柴油机都处于工作状态，造成燃料浪费；

2、当蓄电池电源足够时，柴油机长时间处于空载或轻载状态运行，造成柴油机润滑不好、磨损加剧；

3、柴油燃烧后产生氮氧化物、一氧化碳和醛类，不完全燃烧时产生大量黑烟和致癌物质，污染空气；

4、工作人员需要经常上山添加柴油、维修动力，耗费大量人力、物力，维护费用高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种自供给燃料电池基站备用电源系统并且提供一种该系统的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种自供给燃料电池基站备用电源系统，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。

一种自供给燃料电池基站备用电源系统的控制方法，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；