技术领域
[0001] 本
发明涉及通信数据中转机房供电电源技术领域，特别涉及一种室内型通信数据机房供电系统和控制方法。
背景技术
[0002] 国内的三大通信运营商在国内布设有大量的通信数据中转机房，而这些中转机房的功率通常在2kw-20kw，若再加上用于将降温的
空调，将会使功率保持在5kw-30kw。作为数据中转站，通信数据中转机房需要具有长期稳定的供电系统以提供
电能，但由于部分机房建设在
位置相对偏僻且电
力不稳定，或不定期可能出现断电现象的地区，若突然出现断电将会使其保存的数据可能发生丢失。
[0003]
现有技术中，大部分的通信数据中转机房采用220VAC的市电作为主要供电电源，并配以可充电的
电池组作为辅助电源，当市电突然停电将启用电池组以维持通信数据中转机房的工作续航，另外还会同时调用柴油发
电机进行发电并在一定时间内发电来供电，然而柴油发电机的
碳排放量和发电过程发出的噪声较大，而容易造成环境严重污染，此外柴油发电机不适合长时间发电运行。另外市面上还有一种采用高压氢气罐配合氢
燃料电池发电技术，这种方案不仅成本高，而且高压氢气罐非常危险，还有
电解水制氢结合
氢燃料电池发电，这种技术本身就是矛盾体；电解水需要消耗大量电力，得不偿失；即使是
削峰填谷，也需要储存大量氢气，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，所以上面的几种市场应用方案极其不理想。
[0004] 与此同时，采用上述的供电方案将会产生较高的维护成本，还存在工作效率低下且不利于不同运营商之间进行
费用的结算处理，因此对现有技术的通信数据中转机房的供电系统进行优化改进具有重要意义。
发明内容
[0005] 本发明的主要目的是提出一种相应速度较快、全自动化操作、无污染且低噪音的室内型通信数据机房供电系统，本发明还提出一种使用所述室内型通信数据机房供电系统的控制方法，旨在保障通信数据中转机房的工作可靠性。
[0006] 为实现上述目的，本发明提出的一种室内型通信数据机房供电系统，包括安装于机房内若干个并联设置的甲醇水重整氢燃料电池发电机，甲醇水重整氢燃料电池发电机的正极通过隔离
二极管与机房汇流排的正极相连，负极通过线缆与机房汇流排的负极直接相连，机房汇流排的正极和负极还分别与
磷酸铁锂电池的正极和负极相连，磷酸铁锂电池的正极通过直流
接触器与可并网逆变器的正极相连，磷酸铁锂电池的负极通过线缆直接与可并网逆变器的负极相连，机房汇流排与市电传输线路相连供电，市电突然断电时，磷酸铁锂电池短暂供电并切换为甲醇水重整氢燃料电池发电机长时间供电。
[0007] 优选地，所述甲醇水重整氢燃料电池发电机包括设置于外部的机柜，机柜内部集成设有甲醇水箱、制氢机模
块、氢气缓冲装置以及氢燃料电池；制氢机模块通过进液管道与甲醇水箱相连，制氢机模块通过氢气管道与氢气缓冲装置相连，氢气缓冲装置通过电堆进氢气管道与氢燃料电池相连，氢燃料电池的正极和负极分别与DC/DC直流稳压模块的正极和负极相连，控制盒的正极和负极分别与制氢机模块的正极和负极相连，控制盒的正极和负极还与工作电源
接口相连。
[0008] 优选地，所述控制盒集成电连接有4G模块，所述DC/DC直流稳压模块集成设有电力输出口，所述氢燃料电池表面与电堆
散热风道罩一端相连，电堆散热风道罩另一端贯穿所述机柜并与电堆散热风机相连，所述制氢机模块与贯穿机柜的驰放气排气接口相连。
[0009] 优选地，所述氢燃料电池与所述DC/DC直流稳压模块之间设有进风区域用于外界空气进入，所述甲醇水箱设有甲醇水加液口，所述氢燃料电池还通过
排水管道与设置于所述机柜表面的排水接口相连。
[0010] 优选地，若干个所述甲醇水重整氢燃料电池发电机之间通过通讯线相连并实现数据交换，若干个甲醇水重整氢燃料电池发电机还同时与市电监测模块相连，市电监测模块和市电传输线路相连。
[0011] 优选地，当市电传输线路停止供电时，所述磷酸铁锂电池向进风风机供电并驱动进风风机向机房内输入新鲜空气，待甲醇水重整氢燃料电池发电机启动供电并向空调提供电能而制冷降温，磷酸铁锂电池停止供电并使进风风机停止旋转。
[0012] 优选地，所述甲醇水重整氢燃料电池发电机设有散
热管道和驰放气排气管道分别与外界空气相连，以及设有电堆排水管道与室外下水道相连。
[0013] 本发明还提出一种使用所述室内型通信数据机房供电系统的控制方法，包括以下步骤：
[0014] 步骤S1：与市电相连的所述监测模块检测市电突然断电后，所述磷酸铁锂电池会无缝对接供电力给通信设备，若干个所述甲醇水重整氢燃料电池发电机启动发电，所述控制盒控制内部的所述制氢机模块
抽取所述甲醇水箱内甲醇水并制取氢气，制取后的氢气经所述氢气缓冲装置而进入至所述氢燃料电池内，氢燃料电池经
氧化还原反应并产生电能，最终经所述DC/DC直流稳压模块向外输出电能；这个过程只需要不到3分钟，即可给机房通信设备提供稳定电力；
[0015] 步骤S2：所述甲醇水重整燃料电池发电机正常工作后，所述磷酸铁锂电池向所述进风风机供电并使其旋转，外界空气进入机房内部给燃料电池提供氧气与空冷；
[0016] 步骤S3：所述甲醇水重整氢燃料电池发电机产生电能并向空调以及相应机房内通信设备提供电能供应，空调制冷并使机房内降温，此时停止给进风风机供电，进风风机停止旋转换气；
[0017] 步骤S4：市电重新供电后，所述甲醇水重整氢燃料电池发电机停止发电，直流接触器断开，机房内的空调以及通信设备由市电继续供电。
[0018] 本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：
[0019] 本发明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配合进行供电，当市电突然断电时，首先通过磷酸铁锂电池向进风风机供电并使其旋转，外界
风力进入机房内部降温。继而通过若干个甲醇水重整氢燃料电池发电机发电，控制盒控制内部的制氢机模块抽取甲醇水箱内甲醇水并制取氢气，制取后的氢气经氢气缓冲装置而进入至氢燃料电池内，氢燃料电池经
氧化还原反应并产生电能，最终经DC/DC直流稳压模块向外输出电能，甲醇水重整氢燃料电池发电机产生电能并向空调以及相应机房内通信设备提供电能供应，空调制冷并使机房内降温，磷酸铁锂电池停止供电，进风风机停止旋转换气；市电重新供电后，甲醇水重整氢燃料电池发电机停止发电，机房内的空调以及通信设备由市电继续供电。
[0020] 因此本发明技术方案能够及时应对市电突然断电时的室内型通信数据机房供电，有效保证室内型通信数据机房的正常工作，并且甲醇水重整氢燃料电池发电机内部集成有完整的产生氢气以及使用氢气发电装置，从而使得发电机内部集成度较高，重整以及发电后产物安全且对环境友好，为绿色环保的发电供电形式，具有较好的应用市场。
附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0022] 图1为本发明的室内型通信数据机房供电系统的结构原理图；
[0023] 图2为本发明的甲醇水重整氢燃料电池发电机的结构原理图。
[0024] 附图标号说明：
[0025]
[0026]
[0027] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定
姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030] 另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为
基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0031] 本发明提出一种室内型通信数据机房供电系统。
[0032] 请参见图1，本实施例的室内型通信数据机房供电系统包括有两个甲醇水重整氢燃料电池发电机，也就是第一甲醇水重整氢燃料电池发电机26和第二甲醇水重整氢燃料电池发电机20，两个甲醇水重整氢燃料电池发电机在结构设置上相同，例如第一甲醇水重整氢燃料电池发电机设有用于散热的第一散热管道11、用于排放弛放气体(H2O、CO2以及空气)的第一驰放气排气管道12、用于排放产生的水
蒸汽或水的第一电堆排水管道13，相应地，第二甲醇水重整氢燃料电池发电机设有第一散热管道16、第二驰放气排气管道17、第二电堆排水管道18。两个甲醇水重整氢燃料电池发电机之间通过通讯线14相连并实现数据交换，两个甲醇水重整氢燃料电池发电机的正极通过第一隔离二极管25和第二隔离二极管15与机房回流排的正极相连，两个甲醇水重整氢燃料电池发电机的负极通过第一供输电线缆24和第一供输电线缆27与机房回流排的正极相连。此外两个甲醇水重整氢燃料电池发电机还同时与用于监控市电220VAC通电情况的监测模块19相连。机房汇流排的正极还与磷酸铁锂电池23的正极相连，机房汇流排的负极还与磷酸铁锂电池23的负极相连，也就是机房汇流排与磷酸铁锂电池23之间通过第三供输电线缆28相连。磷酸铁锂电池23的正极通过直流接触器21与可并网逆变器22的正极相连，磷酸铁锂电池23的负极直接与可并网逆变器22的负极相连。
[0033] 另外本实施例的室内型通信数据机房供电系统的机房汇流排为机房内部提供的直流汇流排，可并网逆变器22的型号为48VDC转380VAC。
[0034] 本实施例的室内型通信数据机房供电系统的工作原理：
[0035] 本实施例室内型通信数据机房供电系统主要采用220VAC的市电进行日常供电，当市电出现突然停电后，监测模块19会接收到断电
信号，并需要立即启动两个甲醇水重整氢燃料电池发电机进行发电，而在市电停电至发电机正式提供电能之间需要等待1-2分钟时间，才能使得发电机稳定地向供电装置输出电力。而这1～2分钟的转换时间内，机房内部设备需要的电力来自磷酸铁锂电池23直接提供，因此本实施例室内型通信数据机房供电系统从市电断电到发电机稳定发电过程中，数据机房不会出现供电闪断现象，从而使得系统供电能够实现快速响应且无缝对接。
[0036] 本实施例中，通信数据机房内部结构通常为相对封闭环境，并且在日常需要依靠空调制冷而使室内
温度维持在一个相对稳定的温度范围内。若突然出现市电停供时，通过启动两个甲醇水重整氢燃料电池发电机并使其运行稳定后，通信数据机房内部温度可能不断上升，因此需要向通信数据机房内持续提供新鲜空气以起到降温以及维持发电机正常运作，这时需要启动设置于机房表面的进风风机10向机房内部补充新鲜空气，而进风风机的暂时电能需要通过与之电连接的磷酸铁锂电池23提供。如果
环境温度高于30℃，并且当甲醇水重整氢燃料电池发电机开始运行，通过直流接触器21接通，可并网逆变器22开始向空调提供AC380V电源供电，而空
调温度一般设置在25℃左右，此时将关闭进风风机10而通过空调制冷降温以及提供新鲜空气。
[0037] 若市电重新通电后，甲醇水重整氢燃料电池发电机收到相应的信息反馈而停止供电并进入待机模式，相应地，直流接触器21断开，空调则由市电重新供电。
[0038] 另外，本实施例的甲醇水重整氢燃料电池发电机运行时，产生的水蒸汽或水分别通过第一电堆排水管道13与第二电堆排水管道18排出到室外下水道，产生的驰放气(H2O、CO2、空气)分别通过第一驰放气排气管道12与第二驰放气排气管道17排出到室外，发电机中的氢燃料电池32产生的热气体分别通过第一散热管道11与第二散热管道16排出到室外。
[0039] 本实施例的第一隔离二极管25和第二隔离二极管15起到隔离作用，当发电机不发电时，机房直流汇流排上的
电流不会反灌到发电机。磷酸铁锂电池23则按通信运营商要求进行适应性配置，可并网逆变器22的功率大小根据实际需要配置，通讯线14保障两台甲醇水重整氢燃料电池发电机之间通信协调运作。
[0040] 请参见图2，本实施例甲醇水重整氢燃料电池发电机20、26包括设置于外部的机柜31，机柜31内部集成设有甲醇水箱42、制氢机模块39、氢气缓冲装置44以及氢燃料电池32；
制氢机模块39通过进液管道40与甲醇水箱42相连，制氢机模块39通过氢气管道43与氢气缓冲装置44相连，氢气缓冲装置44通过电堆进氢气管道48与氢燃料电池32相连，氢燃料电池
32的正极和负极分别与DC/DC直流稳压模块35的正极和负极相连，控制盒37的正极和负极分别与制氢机模块39的正极和负极相连，控制盒37的正极和负极还与工作电源接口38相连。
[0041] 此外控制盒37集成电连接有4G模块36，DC/DC直流稳压模块35集成设有电力输出口34，氢燃料电池32表面与电堆散热风道罩49一端相连，电堆散热风道罩49另一端贯穿机柜31并与电堆散热风机50相连，制氢机模块39与贯穿机柜31的驰放气排气接口46相连。
[0042] 氢燃料电池32与DC/DC直流稳压模块35之间设有进风区域33，从而使得使外部的风进入机柜31内部而起到一定降温效果，甲醇水箱42设有甲醇水加液口41，氢燃料电池32还通过排水管道47与设置于机柜31表面的排水接口45相连。
[0043] 另外，本实施例甲醇水重整氢燃料电池发电机内部的甲醇水箱42的体积优选为200L容积，制氢机模块39抽取甲醇水箱42内部的甲醇水产生氢气，氢气进入缓冲装置44，氢气通过电堆进氢气管道48进入氢燃料电池32，产生直流电经过DC/DC直流稳压模块35并向外输出稳定直流电。其中本实施例的DC/DC直流稳压模块35既是一个稳压源，又可作为恒流源，还可均流并机。本实施例向外
输出电压可以程控，通过与控制盒37中控制
电路之间设置有RS485通讯线路，可以根据运营商需要来设定或写入需要的输出电压值，电流限制等。
[0044] 本实施例还可通过4G模块36与
物联网相连并收发数据，通过将数据上传至网络
服务器，再由监控中心服务器处理
采样数据或统计图表，判断采样数据自动给出警讯提示等，也可通过终端设备来发送指令到控制盒37，可以相应地
修改相关参数或更改运行模式、
开关机等。控制盒37带有
触摸屏而可以本地操作，控制盒37是整个供电系统的控制核心。
[0045] 本发明还提出一种使用室内型通信数据机房供电系统的控制方法，包括以下步骤：
[0046] 步骤S1：与市电相连的监测模块19检测市电突然断电后，磷酸铁锂电池23会无缝对接供电力给通信设备，若干个甲醇水重整氢燃料电池发电机启动发电，控制盒37控制内部的制氢机模块39抽取甲醇水箱42内甲醇水并制取氢气，制取后的氢气经氢气缓冲装置44而进入至氢燃料电池32内，氢燃料电池32经氧化还原反应并产生电能，最终经DC/DC直流稳压模块35向外输出电能；这个过程只需要不到3分钟，即可给机房通信设备提供稳定电力；
[0047] 步骤S2：甲醇水重整燃料电池发电机正常工作后，磷酸铁锂电池23向进风风机33供电并使其旋转，外界空气进入机房内部给甲醇水重整燃料电池发电机提供氧气与空冷；
[0048] 步骤S3：甲醇水重整氢燃料电池发电机产生电能并向空调以及相应机房内通信设备提供电能供应，空调制冷并使机房内降温，此时停止给进风风机33供电，进风风机33停止旋转换气；
[0049] 步骤S4：市电重新供电后，甲醇水重整氢燃料电池发电机停止发电，直流接触器21断开，机房内的空调以及通信设备由市电继续供电。
[0050] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
