[發明專利]一種自供給燃料電池基站備用電源系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710762704.6
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107332342B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 林玉祥;郭瑋韡;郭瑋翔
• 申請（專利權）人: 福建福安閩東亞南電機有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/34
• 代理公司: 福州市博深專利事務所(普通合伙) 35214
• 代理人: 林志崢

1.一種自供給燃料電池基站備用電源系統，其特征在于，包括蓄水池、電解水裝置、儲氫瓶、燃料電池、DC/DC控制器、控制單元和輸出單元；所述控制單元包括ECU控制系統和遠程監控系統；所述輸出單元包括AC/DC控制柜、蓄電池和負載；

所述蓄水池與所述電解水裝置連接，所述電解水裝置與所述儲氫瓶連接，所述儲氫瓶與所述燃料電池連接，所述燃料電池與所述DC/DC控制器連接，所述DC/DC控制器與所述蓄電池連接，所述蓄電池與所述負載連接；

所述AC/DC控制柜的一端與所述蓄電池連接，所述AC/DC控制柜的另一端與外網三相電源連接；所述電解水裝置與外網三相電源連接；

所述蓄水池、電解水裝置、儲氫瓶、燃料電池、DC/DC控制器均與所述ECU控制系統連接；所述ECU控制系統與遠程監控系統連接；

所述ECU控制系統包括第一三路繼電器開關；

所述第一三路繼電器開關的線圈連接在外網三相電源的中性線和一個相線之間；所述第一三路繼電器開關的觸點開關分別連接在所述AC/DC控制柜和外網三相電源的三個相線之間；

所述ECU控制系統還包括ECU控制器、電壓變送器、燃料電池控制器和用于控制燃料電池控制器工作的第二繼電器開關；所述ECU控制器上設有用于檢測外網三相電壓的第一檢測端口；

所述電壓變送器連接在所述蓄電池的兩端，所述電壓變送器的輸入端連接到所述ECU控制器上；

所述第二繼電器開關的線圈連接到所述ECU控制器上，所述第二繼電器開關的觸點開關連接所述燃料電池控制器的一端，所述燃料電池控制器的另一端連接所述燃料電池；

所述ECU控制系統還包括第三三路繼電器開關、用于控制電解水裝置制氫的第四繼電器開關和氫瓶壓力傳感器；

所述第三三路繼電器開關的線圈的一端連接外網三相電源的中性線，所述第三三路繼電器開關的線圈的另一端連接所述第四繼電器開關的觸點開關的一端，所述第四繼電器開關的觸點開關的另一端連接外網三相電源的一個相線；

所述第三三路繼電器開關的觸點開關分別連接在外網三相電源的三個相線和所述電解水裝置之間；

所述第四繼電器開關的線圈連接到所述ECU控制器上；

所述氫瓶壓力傳感器設在所述儲氫瓶上，所述氫瓶壓力傳感器連接到所述ECU控制器上；

所述ECU控制系統還包括用于控制蓄水池水量的第五繼電器開關、水量傳感器和電控水閥；

所述水量傳感器和電控水閥設在所述蓄水池內，所述水量傳感器連接到所述ECU控制器上；所述電控水閥與所述第五繼電器開關的觸點開關連接；所述第五繼電器開關的線圈連接到所述ECU控制器上；

所述ECU控制系統還包括用于控制報警的第六繼電器開關和電流互感器；

所述第六繼電器開關的線圈連接到所述ECU控制器上；所述第六繼電器開關的觸點開關連接在所述第四繼電器開關的觸點開關和外網三相電源的所述一個相線之間；

所述電流互感器設在所述電解水裝置的三相輸入電源上，所述電流互感器與所述ECU控制器連接；

所述ECU控制器上還設有用于檢測電解水裝置的三相輸入電源電壓的第二檢測端口。

2.一種基于權利要求1所述的自供給燃料電池基站備用電源系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在外網三相電源穩定時，三相電源經過AC/DC控制柜整流后，給蓄電池供電，由蓄電池給負載供電；同時，ECU控制器監測儲氫瓶的儲氫量，當儲氫量低于設定值后，ECU控制器發出信號，電解水裝置進行電解水制氫及儲氫的工作，當儲氫瓶的氫氣量達到設定值時，電解水裝置停止工作；

步驟二：ECU控制系統實時監測外網三相電源及蓄電池電壓，當外網三相電源斷電時，如果蓄電池電壓大于第一閾值，則仍然由蓄電池給負載供電；當外網電源斷電后，如果蓄電池電壓小于等于第一閾值時，ECU控制器發出信號，燃料電池控制器控制燃料電池啟動工作，通過DC/DC控制器給蓄電池充電，通過蓄電池給負載供電；當蓄電池電壓達到高于第一閾值的第二閾值時，ECU控制器發出信號，燃料電池停止工作；待蓄電池電壓再次下降到第一閾值時燃料電池再次開始工作，如此循環運行，直到外網三相電源恢復供電；

步驟三：ECU控制系統實時監控蓄水池的水位并控制電控水閥打開或關閉，保證蓄水池具有足夠的蓄水量；

步驟四：ECU控制系統將相關各子系統的數據參數通過遠程監控系統與終端相連，進行實時報警和監控。

3.根據權利要求2所述的自供給燃料電池基站備用電源系統的控制方法，其特征在于，所述第一閾值為47V，所述第二閾值為54V。