甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于新能源技術領域，涉及一種燃料電池電源系統，尤其涉及一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統。
【背景技術】
[0002]通信基站最常用的備用電源是由鉛酸蓄電池組成的，在使用中需要始終處于浮充狀態，耗能大壽命短，制造過程與廢舊電池的處理都會給環境帶來不得影響。當前也出現了一些使用氫燃料電池制備的備用電源，其優點是無污染、備用待機狀態不會消耗大量能源，因而使用壽命長，綜合成本低。
[0003]但在儲備氫源用完后需要及時提供氫源，現在見到的一些報道主要是使用瓶裝壓縮氫氣，儲存占用體積大，更換及運輸過程安全性差，需要專業人士去操作。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的備用電源提供方式，以便克服現有提供方式的上述缺陷。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是:提供一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統，可提尚儲能效率。
[0006]此外，本發明還提供一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統的控制方法，可提尚儲能效率。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0008]一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統，所述系統包括甲醇重整制氫機、HT-PEMFC氫能電源、控制器、固化儲氫系統、第一控制閥、第二控制閥、氫氣壓縮機、氫氣脫水系統；
[0009]所述甲醇重整制氫機、HT-PEMFC氫能電源與固化氫儲氫系統互相連接；甲醇重整制氫機與HT-PEMFC氫能電源之間設有第一控制閥，固化氫儲氫系統與HT-PEMFC氫能電源之間設有第二控制閥；甲醇重整制氫機、氫氣脫水系統、氫氣壓縮機、固化儲氫系統依次連接；控制器檢測與控制各個單元的信息與動作；
[0010]所述控制器中包含少量儲能電池，具有快速反應的不間斷供電能力，儲能能夠保證維持不少于5分鐘的基站電源使用，保證平穩過渡到氫能電源向基站電源供電，同時這個少量的儲能又用于啟動氫能電源；
[0011]若控制器檢測到外網供電中斷，控制器中包含的不間斷電源即向基站通信設備不間斷供電，同時控制第二控制閥向氫能電源供氫，并啟動氫能電源，在I?2分鐘內氫能電源輸出正常后控制氫能電源向基站通信設備供電，由電位平衡關系控制器內置的不間斷電源將停止工作；
[0012]啟動甲醇重整制氫裝置，在甲醇重整制氫裝置開始工作產生氫氣后，打開第一控制閥，與固化儲氫系統同時向氫能電源供氫；
[0013]控制器在檢測到甲醇重整制氫機達到額定輸出能力后，關閉第二控制閥，由甲醇重整制氫裝置單獨向氫能電源供氫；
[0014]控制器檢測到外網恢復供電后，關閉氫能電源、關閉第一控制閥、啟動氫氣壓縮機，甲醇重整制氫機產生的氫氣通過氫氣脫水裝置脫水，由氫氣壓縮機升壓后向固化儲氫系統充氫，以補充甲醇重整制氫機在啟動階段固化儲氫消耗的氫氣儲量，控制器檢測到固化儲氫已經充滿后，停止甲醇重整制氫裝置的工作，檢測甲醇儲箱的剩余容量，向管理人員發送信息；
[0015]控制器檢測到外網供電正常后，自動補充內置不間斷電源的儲能；控制器具備遠程網絡通信能力，管理人員能夠通過網絡遠程監視備用電源系統的工作狀態，在甲醇儲量小于設定的臨界值時，將向管理員發出報警信號；如果外網供電中斷時間過長，而甲醇又無法及時補充，控制器將充分利用固化儲氫與控制器的內置不間斷電源，盡量延長基站通信設備的電力保障時間。
[0016]一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統，所述系統包括甲醇重整制氫機、氫能電源、控制器、固化儲氫系統、第一控制閥、第二控制閥、氫氣壓縮機、氫氣脫水系統；
[0017]所述甲醇重整制氫機、氫能電源與固化氫儲氫系統互相連接；甲醇重整制氫機與氫能電源之間設有第一控制閥，固化氫儲氫系統與氫能電源之間設有第二控制閥；甲醇重整制氫機、氫氣脫水系統、氫氣壓縮機、固化儲氫系統依次連接；控制器檢測與控制各個單元的信息與動作。
[0018]作為本發明的一種優選方案，所述控制器中包含少量儲能電池，具有快速反應的不間斷供電能力，儲能能夠保證維持設定時間的基站電源使用，保證平穩過渡到氫能電源向基站電源供電，同時這個少量儲能電池又用于啟動氫能電源。
[0019]作為本發明的一種優選方案，固化儲氫系統用于快速啟動氫能電源，甲醇重整制氫機用于持續提供氫氣以及向固化儲氫系統充氫。
[0020]作為本發明的一種優選方案，若控制器檢測到外網供電中斷，控制器中包含的不間斷電源即向基站通信設備不間斷供電，同時控制第二控制閥向氫能電源供氫，并啟動氫能電源，在設定時間內氫能電源輸出正常后控制氫能電源向基站通信設備供電，由電位平衡關系控制器內置的不間斷電源將停止工作；
[0021]啟動甲醇重整制氫裝置，在甲醇重整制氫裝置開始工作產生氫氣后，打開第一控制閥，與固化儲氫系統同時向氫能電源供氫；
[0022]控制器在檢測到甲醇重整制氫機達到額定輸出能力后，關閉第二控制閥，由甲醇重整制氫裝置單獨向氫能電源供氫；
[0023]控制器檢測到外網恢復供電后，關閉氫能電源、關閉第一控制閥、啟動氫氣壓縮機，甲醇重整制氫機產生的氫氣通過氫氣脫水裝置脫水，由氫氣壓縮機升壓后向固化儲氫系統充氫，以補充甲醇重整制氫機在啟動階段固化儲氫消耗的氫氣儲量，控制器檢測到固化儲氫已經充滿后，停止甲醇重整制氫裝置的工作，檢測甲醇儲箱的剩余容量，向管理人員發送信息；
[0024]控制器檢測到外網供電正常后，自動補充內置不間斷電源的儲能。
[0025]作為本發明的一種優選方案，控制器具備遠程網絡通信能力，管理人員能夠通過網絡遠程監視備用電源系統的工作狀態，在甲醇儲量小于設定的臨界值時，將向管理員發出報警信號；如果外網供電中斷時間過長，而甲醇又無法及時補充，控制器將充分利用固化儲氫與控制器的內置不間斷電源，盡量延長基站通信設備的電力保障時間。
[0026]一種上述的燃料電池基站備用電源系統的控制方法，所述方法包括如下步驟:
[0027]若控制器檢測到外網供電中斷，控制器中包含的不間斷電源即向基站通信設備不間斷供電，同時控制第二控制閥向氫能電源供氫，并啟動氫能電源，在設定時間內氫能電源輸出正常后控制氫能電源向基站通信設備供電，由電位平衡關系控制器內置的不間斷電源將停止工作；
[0028]啟動甲醇重整制氫裝置，在甲醇重整制氫裝置開始工作產生氫氣后，打開第一控制閥，與固化儲氫系統同時向氫能電源供氫；
[0029]控制器在檢測到甲醇重整制氫機達到額定輸出能力后，關閉第二控制閥，由甲醇重整制氫裝置單獨向氫能電源供氫；
[0030]控制器檢測到外網恢復供電后，關閉氫能電源、關閉第一控制閥、啟動氫氣壓縮機，甲醇重整制氫機產生的氫氣通過氫氣脫水裝置脫水，由氫氣壓縮機升壓后向固化儲氫系統充氫，以補充甲醇重整制氫機在啟動階段固化儲氫消耗的氫氣儲量，控制器檢測到固化儲氫已經充滿后，停止甲醇重整制氫裝置的工作，檢測甲醇儲箱的剩余容量，向管理人員發送信息；
[0031]控制器檢測到外網供電正常后，自動補充內置不間斷電源的儲能；
[0032]控制器具備遠程網絡通信能力，管理人員能夠通過網絡遠程監視備用電源系統的工作狀態，在甲醇儲量小于設定的臨界值時，將向管理員發出報警信號；
[0033]若外網供電中斷時間過長，而甲醇又無法及時補充，控制器將充分利用固化儲氫與控制器的內置不間斷電源，盡量延長基站通信設備的電力保障時間。
[0034]一種甲醇制氫