CN212033830U - 一种会议中心备电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种会议中心备电系统，属于新能源储电供电技术领域，包括若干并联的甲醇水重整氢燃料电池发电机、配电柜，配电柜中设置有磷酸铁锂电池组、汇流排、并网逆变器，甲醇水重整氢燃料电池发电机的正负极分别通过线缆与汇流排的正负极连接，磷酸铁锂电池组的正负极分别通过线缆与汇流排的正负极连接，汇流排的正负极分别与并网逆变器的正负极连接，并网逆变器的输出与市电传输线路相连供电，并且并网逆变器输出的交流电与市电的频率及相位同步。市电断电时，磷酸铁锂电池组短暂提供电能后，由发电机提供长时间供电，整个系统部分相对独立，易于组装，移动，相对现有技术具有安全可靠、节能环保、快速响应的优点。

Description

一种会议中心备电系统

技术领域

本实用新型涉及新能源储电供电技术领域，特别涉及一种会议中心备电系统。

背景技术

随着社会的发展及国际交流与合作日渐频繁，各种会议、技术交流会、新闻发布会日益增多；一些级别较高、较为重要、或影响力大的会议，举办方一定会做好备电系统。如果市电断电，备电系统会立即启动，为会议必需的硬件设施(如：空调、视频系统、通讯系统、音响系统、照明系统等)提供不间断电源。确保会议可以顺利进行。

现有技术中，人们首先考虑到的是使用柴油发电机组，然而柴油发电机有很多明显缺点：1、发电机燃油产生的烟气严重污染空气；2、发电机运行时产生的噪声和振动污染环境；3、发电机组启动时间较长；以上原因决定柴油发电机组在很多条件下不适宜采用。这样市场出现蓄电池作为供电能源的应急电源EPS与UPS，EPS主要作为应急照明电源和设备应急电源使用；UPS作为给不容许断电的特殊设备保障电源使用。但蓄电池储电量非常有限，即使增加蓄电池仍然只能在有限时间内进行供电，无法满足备电电源需要。大量采用蓄电池不仅仅提高成本，而且蓄电池寿命短，回收处理会对土壤环境造成严重污染。广东某处就出现因填埋蓄电池后形成的癌症村！

社会呼唤新能源出现，如太阳能光伏发电，取之不尽，用之不竭，而且可就近发电，绿色能源，环保；但是占用面积大，成本投入高，转换效率低，受季节变换、气候变化、昼夜交替等因素影响；而且对于“会议中心”这种要求，还得想办法把电能储存起来，显然不适合；于是“氢能源”成为首先，氢能是公认的清洁能源，并且我国已在氢能领域取得了多方面的进展，在不久的将来有望成为氢能技术和应用领先的国家之一，也被国际公认为最有可能率先实现氢燃料电池产业化的国家。

市场已出现电解水制氢与氢燃料电池发电，液态氢气罐与氢燃料电池发电等产品；电解水制氢是本末倒置，只能用于削峰填谷或冗余电使用，这种方案用于备电就纯属于牛头不对马嘴了(遗憾的是市场真有这种炒作实体)。说说液态氢气罐与氢燃料电池发电。当今氢气应用的世界难题就是储存与运输，储存氢气必然是高压，然而高压氢气非常危险，包括加氢站时有爆炸，再说，这种高压氢气罐根本进不了“会议中心”所在的环境(违反相关法规)，一旦出事，如导弹般可以直接摧毁一栋大厦。

所以上面的几种市场应用或技术方案极其不理想。进而“会议中心”的备电供电系统改进势在必行。

实用新型内容

本实用新型提出一种响应速度较快、全自动化操作、无污染且低噪音的会议中心备电系统，旨在提高会议中心备电系统的可靠性、保障断电状态下会议中心的正常运行。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种会议中心备电系统，包括若干并联设置的甲醇水重整氢燃料电池发电机、配电柜，所述配电柜中设置有磷酸铁锂电池组、汇流排、并网逆变器；

所述甲醇水重整氢燃料电池发电机的正极通过线缆与汇流排的正极连接，所述甲醇水重整氢燃料电池发电机的负极通过线缆与汇流排的负极连接；

所述磷酸铁锂电池组的正极和负极分别通过线缆与汇流排的正极和负极连接；

所述汇流排的正极和负极分别与并网逆变器的正极和负极连接，所述并网逆变器的输出与市电传输线路相连供电，并且并网逆变器输出的交流电与市电的频率及相位同步，因此输出的交流电可以回到市电。市电突然断电时，会议中心独立配电闸与市电间也会断开，但与并网逆变器输出保持相连；这样会议中心备电系统只需对会议中心必需的用电设备供电。磷酸铁锂电池组短暂提供电能后，由甲醇水重整氢燃料电池发电机长时间供电。下面以额定功率为30KW的会议中心备电系统为例阐述。

作为优选，会议中心备电系统包括8台6KW甲醇水重整氢燃料电池发电机、1台配电柜、1个外部大原料箱(根据需要配置容积)120平方线缆若干、线架、自动加液组件。各甲醇水重整氢燃料电池发电机输出端通过120平方线缆与配电柜相连；配电柜的输出的市电通过120平方线缆输出给会议中心用电设备；外部大原料箱通过自动加液组件分别给甲醇水重整氢燃料电池发电机自动加液；

作为优选，所述配电柜中设置有CT控制盒(带触摸屏)，所述CT控制盒与50KW并网逆变器通讯口、磷酸铁锂电池组BMS通讯口通讯连接，并且将信息传送到各甲醇水重整氢燃料电池发电机；

汇流排通过紫铜条与磷酸铁锂电池组连接；汇流排还通过紫铜条与50KW并网逆变器连接；并网逆变器输出市电AC。

作为优选，所述甲醇水重整氢燃料电池发电机包括机柜，所述机柜内部集成设有小原料箱、低压氢气缓冲装置、甲醇水重整制氢模块、6KW氢燃料电池模块、散热装置、MFC控制盒(带触摸屏)、4G通讯模块、DC/DC直流稳压模块以及输出端口等，所述MFC控制盒与DC/DC直流稳压模块及4G通讯模块通讯连接；

所述甲醇水重整制氢模块通过进液管道与小原料箱相连，所述甲醇水重整制氢模块通过氢气管道与低压氢气缓冲装置相连，所述低压氢气缓冲装置通过氢气管道与氢燃料电池模块相连，并且低压氢气缓冲装置与氢燃料电池模块间的氢气管道上设置有进气阀；

所述氢燃料电池模块的正极和负极分别与DC/DC直流稳压模块输入端的正极和负极相连，所述MFC控制盒及甲醇水重整制氢模块的电源线缆与工作电源相连，所述工作电源的外部输入端接市电220VAC，所述工作电源的内部输入端接输出端口，所述DC/DC直流稳压输出接输出端口。

作为优选，所述甲醇水重整制氢模块包括原料泵、换热器、燃烧腔、点火器、加热棒、汽化管、加热片、重整室、过滤器、提纯器、甲烷化反应器、热盒、尾气三元催化过滤器、控制板、电源模块；

所述原料泵输入端通过电磁阀和管道与小原料箱相连，原料(指甲醇水，下同)经过换热器与管道进入汽化管，所述换热器冷流道、汽化管、重整室、过滤器、提纯器、甲烷化反应器及换热器热流道依次连通，即汽化管连接重整室，重整室与过滤器连接，过滤器与提纯器连接，提纯器与甲烷化反应器连接，甲烷化反应器与换热器连接，提纯器还与燃烧腔连接，电源模块分别与加热棒、加热片、控制板等连接，控制板与各部分的阀或传感器相连，所述换热器热流道另一端通过氢气管道与低压氢气缓冲装置；

所述提纯器通过分流管道连接燃烧腔，所述点火器用于燃烧腔内可燃气体的点火，所述燃烧腔排气端连接有尾气三元催化过滤器。

作为优选，所述MFC控制盒包括主控制板、用于进行操作的触摸屏、多个通讯接口、集束航空连接器、电源、按键等；多个通讯接口分别连接甲醇水重整制氢模块、DC/DC直流稳压模块、4G模块以及对外设备连接；触摸屏与主控制板连接；电源为主控制板、4G模块等提供驱动电源；主控制板与集束航空连接器连接，连接甲醇水重整氢燃料电池发电机中相关阀组件、各种传感器、对外驱动或采样等；所述主控制板上设置有多类型的传感器接口、温度检测接口、多个RS485接口、高边驱动；所述主控制板通过RS485接口与DC/DC直流稳压模块通讯连接。

作为优选，所述MFC控制盒通过4G通讯模块通讯连接服务器的远程监控中心平台。

作为优选，所述自动加液组件包括加液泵、液体分配器、多组加液管路、加液控制电磁阀组，所述加液泵输入端连接外部大原料箱，所述加液泵输出端通过管道与液体分配器连接，所述液体分配器的多个输出端分别通过多组加液管路连接不同甲醇水重整氢燃料电池发电机内的小原料箱，所述加液控制电磁阀组分别设置在多组加液管道上，所述小原料箱内设置有液位传感器，所述加液控制电磁阀组与主控制板通讯连接，即加液控制电磁阀组中各加液控制电磁阀电源线缆分别连接到对应甲醇水重整氢燃料电池发电机的主控制板；当甲醇水重整氢燃料电池发电机的小原料箱液位传感器感知甲醇水不足，主控制板高边输出24VDC电压给相应的加液控制电磁阀，同时加液泵开始工作，给内部小原料箱加液，到达一定液位时相应的加液控制电磁阀关闭，加液泵停止工作。

作为优选，6KW氢燃料电池模块包括减压阀、进气阀、排气阀、气压传感器、电压传感、电流传感器、氢燃料电池。由低压氢气缓冲装置输入的氢气经过减压阀、进气阀进入氢燃料电池，由化学能转化为电能进入DC/DC直流稳压模块；氢气与氧气反应产生的水蒸汽和少量水经过排气阀排出到机柜外面；气压传感器把经过减压阀后的气压数据反馈给MFC控制盒；电压、电流传感器把电压与电流信息传给主控制板；

作为优选，DC/DC直流稳压模块是一款额定7000W稳压直流电源，为隔离设计；包括输入、输出端口，两个RS485通讯口；可做恒压源，恒流源，可并机均流输出；通过RS485通讯口与主控制板连接，输出电压、电流可程控，可采样读取各电压、电流、温度等数据，可程控限流控制。

作为优选，甲醇水重整氢燃料电池发电机的工作电源包括市电220VAC输入和48VDC输入两种模式，当有市电时优先利用市电做热待机维护，市电断供时由外部磷酸铁锂电池组短暂供电，所以工作电源其中一个输入端与甲醇水重整氢燃料电池发电机的输出端连接；主控制板接收到市电断开信号，甲醇水重整氢燃料电池发电机立即开始工作，之后的工作电源输入来自甲醇水重整氢燃料电池发电机自身所产生的电力；

作为优选，甲醇水重整氢燃料电池发电机带有4G模块，从而实现基于阿里云服务的远程监控通讯，可在公司设置监控中心，具有网页端与手机APP两种操作模式；远程监控系统具有自动警讯提示(包括手机APP信息)，自动监控甲醇水重整氢燃料电池发电机各种动态，还可以远程操作(包括开关机，参数调整，数据采样，图表分析等)，甲醇水重整氢燃料电池发电机与配电柜的CT控制盒亦有通讯，同样会上报磷酸铁锂电池组及并网逆变器等的各种信息；

所述30KW高层会议中心的备电供电系统采用8台6KW甲醇水重整氢燃料电池发电机配置是依据安全类的两个法则(海恩法则与墨菲定律)，即使其中1台故障皆不影响会议中心备电系统正常运作，及峰值运转保障。

本实用新型还公开一种基于上述会议中心备电系统的会议中心备电系统供电控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：甲醇水重整氢燃料电池发电机先通过市电开启，处于热待机模式；当甲醇水重整氢燃料电池发电机的主控制板检测到市电突然断电后，所述磷酸铁锂电池组通过并网逆变器无缝对接供电力会议中心用电设备(注意：会议中心用电设备与市电之间自动断开)；同时发出指令给甲醇水重整氢燃料电池发电机的发电部分与制氢部分，即甲醇水重整制氢模块与氢燃料电池模块；

步骤S2：若干个所述甲醇水重整氢燃料电池发电机开始启动，首先做自检，发电部分完成自检后(此过程只需约2s)，打开进气阀，低压氢气缓冲装置中的氢气进入氢燃料电池模块进行发电，并经过DC/DC直流稳压输出标称电压48V(实际上根据磷酸铁锂电池组设定)；同步的，制氢部分完成自检后(此过程约2s)，甲醇水重整制氢模块通过原料泵抽取小原料箱内的甲醇水，并经过热交换、汽化、重整、过滤、提纯、甲烷化、热交换、排杂、切换氢气至低压氢气缓冲装置等步骤生成氢气；上述排杂是指把最初产生的低纯度氢气(含管路中)排至燃烧腔内燃烧(约10s)；完成上述步骤后(约30s)，产生的额定氢气通过低压氢气缓冲装置为氢燃料电池模块提供稳定的氢源；

上述步骤S2中，在30秒内，会议中心用电设备需要的电力一部分由磷酸铁锂电池组提供，另一部分来自甲醇水重整燃料电池发电机发出的电力，即甲醇水重整燃料电池发电机及磷酸铁锂电池组同时为会议中心用电设备供电，因为在产生额定氢气流前，DC/DC直流稳压电源需做逐步限流爬坡(20A、40A、…120A)；

步骤S3：所述甲醇水重整燃料电池发电机工作产生的48VDC电力通过120平方线缆输入到配电柜的汇流排，并且通过并网逆变器持续为会议中心用电设备供电；电力冗余时，同时为磷酸铁锂电池组充电，磷酸铁锂电池组带有BMS功能，可自动控制充电电流；

步骤S4：当甲醇水重整氢燃料电池发电机内液位传感器检测到小原料箱内液位偏低时，主控制板发出指令，驱动自动加液组件给小原料箱加液。这样甲醇水重整氢燃料电池发电机的持续工作时长，则取决于外部大原料箱储存的甲醇水多少。如果需要更长时间持续发电，只需要添加甲醇水即可；甲醇水重整氢燃料电池发电机可以连续数月、数年连续工作发电。由于彼此独立，隔离设计，即使某台甲醇水重整氢燃料电池发电机出现故障也不会影响会议中心备电系统，只需单独维护相应的甲醇水重整氢燃料电池发电机。

步骤S5：当市电恢复，主控制板收到信息并判断磷酸铁锂电池组电量状态，判断是否继续发电为磷酸铁锂电池组充电，磷酸铁锂电池组电量超过95％时，系统自动停止发电，同时判断低压氢气缓冲装置是否充满，低压氢气缓冲装内氢气压力到达25psi时，甲醇水重整制氢模块进入热待机模式，停止产氢气；整个系统等待下一个循环。

本实用新型技术方案相对现有技术具有以下优点：

本实用新型技术方案内部设置有多个甲醇水重整氢燃料电池发电机以及磷酸铁锂电池组配合进行供电，当市电突然断电时，首先通过磷酸铁锂电池组向可并网逆变器提供电能转换为220VAC或380VAC向会议中心用电设备供电。同时甲醇水重整氢燃料电池发电机开始启动工作，只需要30秒即可提供稳定的电力，而磷酸铁锂电池组不做主要发电设备，主要起到备电与发电衔接作用。整个会议中心备电系统具有快速响应，全自动工作的优点。

本实用新型技术方案采用甲醇水(甲醇与去离子水混合)作为原料，最终产物中无NOx、SOx、无碳颗粒，低噪音(<60dB)，所产氢气为低压(最大25psi)；对环境安全友好，为绿色环保的发电供电形式，具有较好的应用市场。尤其是针对会议中心备电系统来说，就是一种最佳选择方案。

本实用新型技术方案采用的甲醇水重整氢燃料电池发电机具有较高的发电效率，每发一度电(1KWh)，只需要约0.9公斤甲醇水，发电成本低；

本实用新型技术方案采用的甲醇水重整氢燃料电池发电机采用全闭环设计理念，严谨的热平衡、压力平衡管理，保障各BOP配件可以长期稳定工作，使用寿命长；内部采用模块化设计方案，即时需要更换氢燃料电池也只需用短短10分钟即可。非常利于运维；

本实用新型技术方案采用4G通讯，配合阿里云服务。远程监控系统全天候实时监控设备工作状态，具有网页与手机APP模式，极大地保障会议中心备电系统有效运作。并可在终端(电脑)对各种数据采样、统计、分析等。

本实用新型技术方案采用的各部分相对独立，易于组装，可移动操作性强，环境友好度高，适应多种工况使用，如：通讯基站备电或主供电源、数据机房备电、小型企业备电、充电桩、移动发电车动力系统、各种会议中心备电、电梯备电等。可以从一个会议中心备电快速移动到另一个会议中心备电。极大地提高设备的利用率，降低设备总成本。

综合阐述，本实用新型技术方案相对现有技术具有：安全、可靠、节能、环保、快速响应、环境友好、适应范围广、全自动化操作等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例会议中心备电系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中甲醇水重整氢燃料电池发电机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中配电柜的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	甲醇水重整氢燃料电池发电机	27	4G通讯模块
11	120平方线缆与线架	28	输出端口
				12	配电柜	29	DC/DC直流稳压模块
13	大原料箱	30	氢燃料电池模块
				14	加液泵	31	线缆
15	加液控制电磁阀组	32	氢气管道
				16	液体分配器	33	进液管道
17	加液管路	34	电源线缆
				20	散热装置	41	汇流排
21	甲醇水重整制氢模块	42	CT控制盒
				22	低压氢气缓冲装置	43	AC输出口
23	小原料箱	44	磷酸铁锂电池组
				24	加液口	45	BMS通讯线
25	工作电源	46	并网逆变器
				26	MFC控制盒

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-3所示，本实用新型提供的一种会议中心备电系统，包括有8台甲醇水重整氢燃料电池发电机10，8台甲醇水重整氢燃料电池发电机10在结构设置上相同，电力输出分别通过120平方线缆与线架11连接到配电柜12；甲醇水重整氢燃料电池发电机10的更多甲醇水则来源于外部大原料箱13，通过加液泵14和液体分配器16及加液控制电磁阀组15(1～8)的协调运作，把甲醇水通过加液管路17输送至甲醇水重整氢燃料电池发电机10的加液口24进入小原料箱23；对于本系统来说，储电即等于储备甲醇水。配电柜12包括汇流排41，各甲醇水重整氢燃料电池发电机10的输出经过线缆后与汇流排41连接，汇流排41还同时通过铜排接到磷酸铁锂电池组44，汇流排41还同时通过铜排接到50KW并网逆变器46，并网逆变器46输出的交流电可以与市电的频率及相位同步，因此输出的交流电可以通过AC输出口43回到市电。CT控制盒42内有控制板，控制板与磷酸铁锂电池组44之间有BMS通讯线45，用于采集磷酸铁锂电池组44的各种信息；

另外本实施例的会议中心备电系统的甲醇水重整氢燃料电池发电机10为实际发电个体，请参见图2，包括小原料箱23、进液管道33、甲醇水重整制氢模块21、低压氢气缓冲装置22、氢气管道、6KW氢燃料电池模块30、散热装置20，氢燃料电池模块30输出经过线缆31接到DC/DC直流稳压模块29，稳压后的标称电压48VDC经输出端口28输出、输出端口28经过120平方线缆与线架11连接到配电柜12的汇流排41，由于AC断电后瞬间的持续电能由磷酸铁锂电池组44提供，所以输出端口28又回接到工作电源25上，工作电源25也可由外部AC220供电，有市电时由AC220提供热待机功耗；以上构件由MFC控制盒26内的主控制板来控制；

本实施例的会议中心备电系统的工作原理：

本实施例的会议中心备电系统主要采用220VAC的市电进行日常热电机供电，当市电出现突然停电后，MFC控制盒26内的主控制板监测到断电信号，立即启动8台甲醇水重整氢燃料电池发电机10进行发电，而在市电停电至发电机正式提供电能之间只需要等待约2秒时间，但此时发电机每台只提供约2KW电力，约30秒后甲醇水重整氢燃料电池发电机10的制氢机模块达到额定产氢流量后将按需发电；这30秒(含自检2s)内需要补充的电能由磷酸铁锂电池组44提供。在市电停电瞬间由磷酸铁锂电池组44提供的电能经并网逆变器46逆变为需要的市电AC；市电停电时，磷酸铁锂电池组44还提供甲醇水重整氢燃料电池发电机10电能，维持发电机正常工作。

30KW会议中心备电系统配8台6KW甲醇水重整氢燃料电池发电机10，是依据安全类的两个法则(海恩法则与墨菲定律)，即使其中1台故障皆不影响会议中心备电系统正常运作，同时考虑含有感性负载的使用，保障有足够的峰值功率提供。另外氢燃料电池额定功率寿命一般只有3～5千小时，之后会衰减，所以这里采用8台发电机。当市电恢复后，主控制板接收到市电恢复信息，将判断磷酸铁锂电池组44电量状况，如果不足95％(可调整)将继续发电对磷酸铁锂电池组44充电。大于95％将自动关闭发电机，进入待机模式。而甲醇水重整氢燃料电池发电机10内部制氢机模块会继续工作，直至低压氢气缓冲装置22内氢气压力达到25psi后进入热待机模式。低压氢气缓冲装置22内储存的氢气将为下一个循环启动时提供氢源。同时这些预备工作也是考虑到市电频繁断电等恶劣情形。因此本实施例会议中心备电系统从市电断电到发电机稳定发电过程中，会议中心设备供电不会出现闪断现象，从而使得系统供电能够实现快速响应且无缝对接。每台发电机内部有小原料箱23，里面储存的甲醇水足够额定功率下连续工作8小时，当需要持续数日或数月连续发电时，液位传感器将告诉主控制板需要补充甲醇水，主控制板发出指令启动外部加液泵14，打开相应的加液控制电磁阀给对应甲醇水重整氢燃料电池发电机10小原料箱23加液。外部大原料箱13容积可以根据需要配置，也可随时添加甲醇水，不影响整个系统运行。

本实施例的会议中心备电系统中甲醇水重整氢燃料电池发电机10工作原理：

甲醇水重整氢燃料电池发电机10发电部分与制氢部分之间仅仅为氢气管道32连接，低压氢气缓冲装置22里面储存有25psi压力的氢气，这个装置的气压上限大小可以调整，提供在制氢模块从热启动到产氢输出这段时间氢燃料电池模块30需要的氢源，约30秒。甲醇水重整氢燃料电池发电机10启动时先做自检，约2秒。自检完后低压氢气缓冲装置22中氢气进入氢燃料电池模块30，氢燃料电池模块30将化学能转为电能输出(70～150VDC)，电能经过DC/DC直流稳压模块29(7KW)后输出标称电压48VDC(实际根据磷酸铁锂电池组44而设定需要值)，2秒自检后甲醇水重整制氢模块21将抽取小原料箱23中甲醇水，经过甲醇水重整制氢模块21的换热器、汽化管、重整室、过滤器、提纯器、甲烷化反应器、换热器(热的氢气与进入的冷的甲醇水换热)，经过换热后的氢气为室温经过氢气管道进入低压氢气缓冲装置22。而提纯器将分流提纯后的富氢(CO，CO₂，H₂)分流至燃烧腔内，由点火器点火燃烧，燃烧产生的热量维持汽化管、重整室、提纯器需要的工作温度。燃烧后产生的弛放气经过三元催化器处理排放至大气中，这个尾气只有CO₂，H₂O；无NOx、SOx、无碳颗粒。

甲醇水重整制氢模块21从甲醇水进入到氢气输出只需要不到30秒时间。注意是指热启动下，甲醇水重整制氢模块21热待机模式下的电能由工作电源25从市电AC220获取。没有市电时，刚开始时电能依靠磷酸铁锂电池组44；30秒后甲醇水重整氢燃料电池发电机10将进入按需发电(一般不超过额定功率)，可提供峰值6KW输出。6KW氢燃料电池模块30峰值可以输出6.8KW，减去内耗及线损等，我们将甲醇水重整氢燃料电池发电机10额定功率定义为≥5KW，峰值6KW。甲醇水重整制氢模块21内部有自身控制板来协调各部分工作，同时与MFC控制盒26的主控制板之间有RS485通讯，自检时主控制板采样各种数据，判断甲醇水重整氢燃料电池发电机10是否可以立即启动。

同时甲醇水重整氢燃料电池发电机10内部设有4G模块，数据将发至阿里云服务器，在远程监控中心平台展现每个设备的状态。亦可通过该平台来控制每个甲醇水重整氢燃料电池发电机10，对于会议中心备电系统来说，MFC控制盒26的主控制板与配电柜12内的控制板之间也有通讯，所以磷酸铁锂电池组44BMS管理信息，并网逆变器46状态信息等，都可以从远程监控中心平台展现，这种远程监控支持网页端与手机APP模式，进行分级管理。当然也可在本地从触摸显示屏操作或读取相关信息，触摸显示屏界面同样分为客户与运维两种，需专业人员才可以开放运维界面。远程监控中心平台将记录各种采样数据：电压、电流、气压、液位、温度、湿度、氢气浓度报警、电池电压、电池电量、充放电电流等等，自动生成各种图表，综合统计发电情况、甲醇水消耗等；还可远程对设备参数做出调整(输出电压值、限流值、开关机、设备模式、控制设置等)。从而对整个会议中心备电系统实现无人值守模式。

本实用新型还公开一种基于上述会议中心备电系统的会议中心备电系统供电控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：甲醇水重整氢燃料电池发电机10先通过市电开启，处于热待机模式；当甲醇水重整氢燃料电池发电机10的主控制板检测到市电突然断电后，所述磷酸铁锂电池组44通过并网逆变器46无缝对接供电力会议中心用电设备(注意：会议中心用电设备与市电之间自动断开)；同时发出指令给甲醇水重整氢燃料电池发电机10的发电部分与制氢部分，即甲醇水重整制氢模块21与氢燃料电池模块30；

步骤S2：若干个所述甲醇水重整氢燃料电池发电机10开始启动，首先做自检，发电部分完成自检后(此过程只需约2s)，打开进气阀，低压氢气缓冲装置22中的氢气进入氢燃料电池模块30进行发电，并经过DC/DC直流稳压输出标称电压48V(实际上根据磷酸铁锂电池组44设定)；同步的，制氢部分完成自检后(此过程约2s)，甲醇水重整制氢模块21通过原料泵抽取小原料箱23内的甲醇水，并经过热交换、汽化、重整、过滤、提纯、甲烷化、热交换、排杂、切换氢气至低压氢气缓冲装置22等步骤生成氢气；上述排杂是指把最初产生的低纯度氢气(含管路中)排至燃烧腔内燃烧(约10s)；完成上述步骤后(约30s)，产生的额定氢气通过低压氢气缓冲装置22为氢燃料电池模块30提供稳定的氢源；

上述步骤S2中，在30秒内，会议中心用电设备需要的电力一部分由磷酸铁锂电池组44提供，另一部分来自甲醇水重整燃料电池发电机发出的电力，即甲醇水重整燃料电池发电机及磷酸铁锂电池组44同时为会议中心用电设备供电，因为在产生额定氢气流前，DC/DC直流稳压电源需做逐步限流爬坡(20A、40A、…120A)；

步骤S3：所述甲醇水重整燃料电池发电机工作产生的48VDC电力通过120平方线缆输入到配电柜12的汇流排41，并且通过并网逆变器46持续为会议中心用电设备供电；电力冗余时，同时为磷酸铁锂电池组44充电，磷酸铁锂电池组44带有BMS功能，可自动控制充电电流；

步骤S4：当甲醇水重整氢燃料电池发电机10内液位传感器检测到小原料箱23内液位偏低时，主控制板发出指令，驱动自动加液组件给小原料箱23加液。这样甲醇水重整氢燃料电池发电机10的持续工作时长，则取决于外部大原料箱13储存的甲醇水多少。如果需要更长时间持续发电，只需要添加甲醇水即可；甲醇水重整氢燃料电池发电机10可以连续数月、数年连续工作发电。由于彼此独立，隔离设计，即使某台甲醇水重整氢燃料电池发电机10出现故障也不会影响会议中心备电系统，只需单独维护相应的甲醇水重整氢燃料电池发电机10。

步骤S5：当市电恢复，主控制板收到信息并判断磷酸铁锂电池组44电量状态，判断是否继续发电为磷酸铁锂电池组44充电，磷酸铁锂电池组44电量超过95％时，系统自动停止发电，同时判断低压氢气缓冲装置22是否充满，低压氢气缓冲装置22内氢气压力到达25psi时，甲醇水重整制氢模块21进入热待机模式，停止产氢气；整个系统等待下一个循环。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种会议中心备电系统，其特征在于，包括若干并联设置的甲醇水重整氢燃料电池发电机、配电柜，所述配电柜中设置有磷酸铁锂电池组、汇流排、并网逆变器；

所述甲醇水重整氢燃料电池发电机的正负极分别通过线缆与汇流排的正负极连接；

所述磷酸铁锂电池组的正负极分别通过线缆与汇流排的正负极连接；

所述汇流排的正负极分别与并网逆变器的正负极连接，所述并网逆变器的输出与市电传输线路相连供电，并且并网逆变器输出的交流电与市电的频率及相位同步。

2.根据权利要求1所述的会议中心备电系统，其特征在于，所述配电柜中设置有CT控制盒，所述CT控制盒与并网逆变器通讯口、磷酸铁锂电池组BMS通讯口通讯连接，并且将信息传送到各甲醇水重整氢燃料电池发电机。

3.根据权利要求1所述的会议中心备电系统，其特征在于，所述甲醇水重整氢燃料电池发电机包括机柜，所述机柜内部集成设有小原料箱、低压氢气缓冲装置、甲醇水重整制氢模块、氢燃料电池模块、散热装置、MFC控制盒、4G通讯模块、DC/DC直流稳压模块以及输出端口，所述MFC控制盒与DC/DC直流稳压模块及4G通讯模块通讯连接；

所述甲醇水重整制氢模块通过进液管道与小原料箱相连，所述甲醇水重整制氢模块通过氢气管道与低压氢气缓冲装置相连，所述低压氢气缓冲装置通过氢气管道与氢燃料电池模块相连，并且低压氢气缓冲装置与氢燃料电池模块间的氢气管道上设置有进气阀；

所述氢燃料电池模块的正负极分别与DC/DC直流稳压模块输入端的正负极相连，所述MFC控制盒及甲醇水重整制氢模块的电源线缆与工作电源相连，所述工作电源的外部输入端接市电，所述工作电源的内部输入端接输出端口，所述DC/DC直流稳压输出接输出端口。

4.根据权利要求3所述的会议中心备电系统，其特征在于，所述甲醇水重整制氢模块包括原料泵、换热器、汽化管、重整室、过滤器、提纯器、甲烷化反应器、燃烧腔、点火器；

所述原料泵输入端通过电磁阀和管道与小原料箱相连，所述换热器冷流道、汽化管、重整室、过滤器、提纯器、甲烷化反应器及换热器热流道依次连通，所述换热器热流道另一端通过氢气管道与低压氢气缓冲装置；

所述提纯器通过分流管道连接燃烧腔，所述点火器用于燃烧腔内可燃气体的点火，所述燃烧腔排气端连接有尾气三元催化过滤器。

5.根据权利要求3所述的会议中心备电系统，其特征在于，所述MFC控制盒包括主控制板、用于进行操作的触摸屏，所述主控制板上设置有多类型的传感器接口、温度检测接口、多个RS485接口、高边驱动；所述主控制板通过RS485接口与DC/DC直流稳压模块通讯连接。

6.根据权利要求3所述的会议中心备电系统，其特征在于，所述MFC控制盒通过4G通讯模块通讯连接服务器的远程监控中心平台。

7.根据权利要求3所述的会议中心备电系统，其特征在于，还包括自动加液组件、外部大原料箱，所述自动加液组件包括加液泵、液体分配器、多组加液管路、加液控制电磁阀组，所述加液泵输入端连接外部大原料箱，所述加液泵输出端通过管道与液体分配器连接，所述液体分配器的多个输出端分别通过多组加液管路连接不同甲醇水重整氢燃料电池发电机内的小原料箱，所述加液控制电磁阀组分别设置在多组加液管道上，所述小原料箱内设置有液位传感器，所述加液控制电磁阀组与主控制板通讯连接。

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