用于隧道的一体式再生燃料电池系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种能够通过水电解产生氢气和氧气并利用水产生电能的一体式再生燃料电池系统及其控制方法。更具体地，本发明涉及一种可以安装在隧道中的一体式再生燃料系统及其控制方法。

背景技术

在设置于山区地形中的道路的情况下，通常的做法是修建贯穿山区的隧道，以减少道路的总长度并降低建设成本。虽然存在长度只有几十米的短隧道，但也存在延伸数百米的隧道。

同时，火灾在此类隧道中会引起很大的生命损失的风险。例如，在由于诸如车辆碰撞的事故导致隧道内发生火灾的情况下，除了入口和出口之外而被完全封阻的隧道结构导致内部迅速充满有毒气体。如果在长度为数百米的长隧道中间发生火灾，隧道内车辆的乘客和驾驶员将需要大量时间才能从有毒气体撤离。由于隧道内发生火灾可能会导致巨大的生命损失，因此需要设施来应对这样的隧道内火灾。

因此，需要能够识别火灾发生的区域并向隧道中没有直接发生火灾的区域供应氧气的设施。

上述事项仅仅旨在进一步理解本发明的背景，而不应解释为承认本发明对应于本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

为解决上述问题而提出的本发明的目的在于提供一种用于隧道的一体式再生燃料电池系统及其控制方法，所述隧道利用能够发电以及产生氢气和氧气的一体式再生燃料电池系统来交替地在隧道中执行发电以及产生氧气和氢气，所述一体式再生燃料电池系统能够向隧道中提供足够的氧气以防止发生火灾时氧浓度下降。

本发明的另一目的在于，针对一体式再生燃料电池系统在应对隧道内火灾时的使用，提供一种控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法，所述方法改善系统效率并且能够使得系统运行稳定。

本发明的又一目的在于提供一种系统控制方法，其能够有效地供应氧气以大大减少发生火灾时的生命损失。

为了实现上述目的，根据本发明一个实施方案的用于隧道的一体式再生燃料电池系统包括：一体式再生燃料电池，其能够在用于发电的燃料电池模式下以及用于产生氢气和氧气的水电解模式下运行；氧气储存单元，其用于储存一体式再生燃料电池以水电解模式运行时产生的氧气；氧气供应管线，其连接至所述氧气储存单元；多个氧气供应部，其用于从所述氧气供应管线向隧道内的多个预定区域供应氧气；多个供应阀，其能够切断对所述氧气供应部的氧气供应；以及多个火灾检测传感器，其用于在隧道的每个区域中检测火灾，并且配置为当所述火灾检测传感器在隧道中检测到火灾时，使所述供应阀接通以向未发生火灾的区域供应氧气。

各个氧气供应部可以被指定于隧道内的分配给火灾检测传感器的区域，并且用于被指定于隧道中已经检测到火灾的区域的氧气供应部的供应阀可以被关断，以不向所述区域供应氧气。

在储存在氧气储存单元中的氧气处于或低于预设参考水平的情况下，一体式再生燃料电池可以在水电解模式下运行以产生氧气。

可以进一步包括安装于预先分配给多个氧气供应部的多个区域的多个氧浓度传感器以测量每个区域的氧浓度，并且氧浓度传感器可以控制为测量每个区域的氧浓度，如果测得的氧浓度等于或小于参考浓度，则使供应阀接通以向隧道内未发生火灾的区域供应氧气。

可以进一步包括用于向一体式再生燃料电池和隧道内的电力设施供应电力的电源以及用于储存一体式再生燃料电池产生的氢气的氢气储存单元，并且一体式再生燃料电池可以在由电源供电的水电解模式下运行，当检测到电源异常时，一体式再生燃料电池可以从氢气储存单元接收氢气以在燃料电池模式下运行，以向隧道内的电力设施提供应急电力。

所述系统可以配置为在检测到电源异常时检查火灾检测传感器是否已经检测到火灾，如果火灾检测传感器没有检测到火灾，则将储存在氧气储存单元中的氧气供应至一体式再生燃料电池，而如果火灾检测传感器检测到了火灾，则将外部空气供应至一体式再生燃料电池。

可以进一步包括水储存单元，所述水储存单元用于储存待供应至一体式再生燃料电池的水，并且配置为在未检测到电源异常的情况下检查储存在氢气储存单元中的氢气的量以及储存在水储存单元中的水的量，并且在储存的氢气的量小于最大水平且储存的水的量超过参考水平的情况下，使一体式再生燃料电池在水电解模式下运行以产生氢气和氧气。

此外，根据本发明另一个实施方案的用于隧道的一体式再生燃料电池系统可以包括一体式再生燃料电池、电源和氢气储存单元，所述一体式再生燃料电池能够在用于发电的燃料电池模式下以及用于产生氢气和氧气的水电解模式下运行，所述电源用于向一体式再生燃料电池和隧道内的电力设施供应电力，所述氢气储存单元用于储存一体式再生燃料电池以水电解模式运行时产生的氢气，所述一体式再生燃料电池可以从电源接收电力以在水电解模式下运行，并且当检测到电源异常时，所述一体式再生燃料电池可以从氢气储存单元接收氢气以在燃料电池模式下运行，以向隧道中的电力设施供应应急电力。

此外，根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法包括：在隧道中利用火灾检测传感器检测火灾，并且如果在隧道中检测到火灾，则通过氧气供应部向其中未发生火灾的区域供应氧气。

可以将各个氧气供应部分配给隧道中被分配给火灾检测传感器的区域，在供应氧气时，可以通过分配给除了检测到火灾的区域之外的隧道区域的氧气供应部来将氧气供应到隧道中，并且阻止从分配给隧道中检测到火灾的区域的氧气供应部供应氧气。

在检测火灾时检测到火灾的情况下，所述方法可以进一步包括在供应氧气之前检查氧气储存单元中的氧气储存水平，并且在查出储存在氧气储存单元中的氧气等于或小于预设参考水平的情况下，一体式再生燃料电池可以在水电解模式下运行以产生氧气。

在检查氧气储存水平之后并且在供应氧气之前，所述方法可以进一步包括利用安装在预先分配给多个氧气供应部的多个区域的每个区域中的多个氧浓度传感器来测量每个区域中的氧浓度，并且在供应氧气时，可以将氧气供应至其中测得的氧浓度小于参考浓度的区域。

此外，根据本发明另一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法包括：在从电源向隧道中的电力设施供应电力时检测异常；以及如果检测到电源异常，则通过使一体式再生燃料电池以燃料电池模式运行来向隧道中的电力设施供应应急电力。

所述方法可以进一步包括：在电力供应时检测到异常之后并且在供应应急电力之前，通过火灾检测传感器在隧道内检测火灾，以及如果火灾检测传感器没有检测到火灾，则可以将储存在氧气储存单元中的氧气供应至一体式再生燃料电池，而如果火灾检测传感器检测到了火灾，则可以将外部空气供应至一体式再生燃料电池。

在检测电力供应异常时未检测到电力供应异常的情况下，如果未检测到电力供应异常，则检查储存在氢气储存单元中的氢气的量和储存在水储存单元中的水的量；在储存的氢气的量小于最大水平且储存的水的量超过参考水平的情况下，使一体式再生燃料电池以水电解模式运行以产生氢气和氧气。

根据本发明的用于隧道的一体式再生燃料电池系统及其控制方法，在利用一体式再生燃料电池系统的水电解装置产生氢气时产生的氧气可以用于缓解密闭空间内的氧气不足。

此外，根据本发明的用于隧道的一体式再生燃料电池系统及其控制方法，可以在隧道内利用一体式再生燃料电池系统来产生环境友好型能量。

此外，根据本发明，水电解装置的采用增加了发电时间并且产生高纯度的氢气以改善系统效率。

附图说明

图1是大致地示出了根据本发明一个实施方案的用于隧道的一体式再生燃料电池系统的配置和操作的示意图。

图2是根据本发明一个实施方案的用于隧道的一体式再生燃料电池系统在隧道中检测火灾并供应氧气的示例的概念图。

图3是示出了在未发生火灾的区域中氧气不足的情况下在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中进行控制的示例的流程图。

图4是示出了在电力系统中发生异常的情况下在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中进行控制的示例的流程图。

图5是示出了在电力系统中未发生异常但储存的氢气不足的情况下在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中进行控制的示例的流程图。

图6是示出了在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中根据有无火灾发生来进行控制的示例的流程图。

图7是示出了在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中进行控制的示例的流程图，其中系统被控制为使得水电解系统和燃料电池系统选择性地运行。

具体实施方式

在下文中，将参考所附附图详细地描述根据本发明各个实施方案的用于隧道的一体式再生燃料电池系统及其控制方法。

图1是大致地示出了根据本发明一个实施方案的用于隧道的一体式再生燃料电池系统的配置和操作的示意图。

如图1中所示，根据本发明一个实施方案的用于隧道的一体式再生燃料电池系统包括一体式再生燃料电池，所述一体式再生燃料电池能够在用于发电的燃料电池模式下以及用于氢气和氧气产生的水电解模式下运行。

在本发明中，一体式再生燃料电池(unitized regenerative fuel cell，URFC)是指其中两个独立的系统(燃料电池和水电解装置)集成为单个一体式再生燃料电池(URFC)系统的系统。最初，系统可以在水电解模式下运行，其中将储存在水箱中的水供应至一体式再生燃料电池，并且供应外部电力以诱导水的电解而产生氢气和氧气，其中产生的氢气和氧气储存在箱中。

另一方面，在燃料电池模式下，系统作为通过氢气和氧气的氧化反应和还原反应产生电能的系统而与传统的燃料电池相同地运行。此处，可以利用在水电解模式下产生的氢气和氧气。也就是说，一体式再生燃料电池110可以通过将再生的氢气和氧气馈送回燃料电池来获得电能。因此，通过利用诸如太阳能、风能、潮汐能和地热能的再生能源发电装置作为外部电源，可以使一体式再生燃料电池的效用加倍。

此外，这种一体式再生燃料电池110可以使用聚合物电解质膜，并且在本说明书中，为了便于描述，以燃料电池模式运行的一体式再生燃料电池110将被表示为聚合物电解质膜燃料电池(polymer electrolyte membrane fuel cell，PEMFC)，而以水电解模式运行的一体式再生燃料电池将被表示为聚合物电解质膜水电解装置(polymer electrolytemembrane water electrolysis device，PEMWE)。

这种一体式再生燃料电池110可以安装在隧道内，并且可以优选地以预定间隔A安装在隧道内(在图2中示出)。一体式再生燃料电池110也可以安装在隧道外，但在这种情况下优选地配置为能够向隧道内供应所产生的电力和氧气。

在本发明中，一体式再生燃料电池110是指在这种燃料电池模式和水电解模式下均可以运行的装置。由于与一体式再生燃料电池有关的具体元件在本领域是已知的，因此本说明书中将省略对其的详细描述。

此外，根据本发明的用于隧道的一体式再生燃料电池系统可以包括控制器C以控制系统的内部元件，如图1中所示的控制器C可以控制一体式再生燃料电池110的运行并且还控制电力和系统内产生的诸如水、电、氧气和氢气的副产物的供应。

参考图1，根据本发明的一体式再生燃料电池系统包括电源130，所述电源130连接至一体式再生燃料电池110以供应外部电力。电源130可以是诸如太阳能、风能、潮汐能或地热能的再生发电装置，并且也可以是能够从不同的电源向一体式再生燃料电池110供应电力的装置。

同时，电源130不仅向一体式再生燃料电池供应电力，并且可以配置为向安装在隧道中的消耗电力的各种电力设施20(例如照明和通风系统)供应电力。

此外，用于隧道的一体式再生燃料电池系统可以包括诸如水箱的水储存单元120，用于向一体式再生燃料电池供应水。在一体式再生燃料电池的燃料电池模式下产生的水可以储存在这样的水储存单元120中。此外，储存在水储存单元120中的水可以在水电解模式下供应至一体式再生燃料电池。

此外，用于隧道的一体式再生燃料电池系统可以包括诸如氧气储存箱和氢气储存箱的储存单元，用于储存水电解模式下产生的氢气和氧气。如图1中所见，由一体式再生燃料电池在水电解模式下产生的氧气和氢气可以分别储存在氧气储存单元140和氢气储存单元150中。同时，在一体式再生燃料电池以燃料电池模式运行的情况下，储存的氧气和氢气可以馈送回一体式再生燃料电池中。

此外，储存在氧气储存单元中的氧气可以馈送回隧道中的密闭空间10中。例如，在隧道中发生火灾的情况下，系统可以配置为向隧道中没有发生火灾的区域供应储存在氧气储存单元中的氧气。通过将高浓度的氧气供应到隧道中，可以防止由于隧道中氧浓度低而导致的生命损失。

此外，用于隧道的一体式再生燃料电池系统可以包括在由电源130供应电力时检测异常的电力系统传感器，并且可以利用这种电力系统传感器检测电力系统中的异常。一体式再生燃料电池也可以与隧道中的电力设施20连接，以将燃料电池模式下产生的电力供应至隧道中的各种耗电的电力设施20，例如照明和通风系统。

因此，在通过电力系统传感器检测到电力系统异常的情况下，一体式再生燃料电池可以控制为以燃料电池模式运行，由此所产生的电力可以控制为供应至隧道内的电力设施。

图2是根据本发明一个实施方案的用于隧道的一体式再生燃料电池系统在隧道中检测火灾并供应氧气的示例的概念图。

特别地，图2是配置为使得隧道的内部划分成多个区域的示例，在各个区域中安装有传感器、一体式再生燃料电池210和氧气供应部240。此处，如图2中的[隧道]划分成的区域可以以恒定间隔A建立。此外，在图2的示例中，各个元件，特别是火灾检测传感器220、氧浓度传感器260、一体式再生燃料电池210和氧气供应部240被示出为以恒定间隔安装在区域内。但是，各个元件的安装位置和间隔不限于所示的这些，只要各个元件可以分配至隧道划分成的区域，就可以调整位置和间隔。应注意，图1是说明一体式再生燃料电池的功能方面的示例，而图2是说明一体式再生燃料电池在隧道内的实际安装的示例。取决于示例，不同的附图标记用于一体式再生燃料电池。

如图2中所示，每个区域可以安装有测量氧浓度的氧浓度传感器260、用于检测电力供应中的异常的电力系统传感器以及用于检测火灾发生的火灾检测传感器220。

此外，氧气供应管线230连接至氧气储存单元，一体式再生燃料电池210产生的氧气储存在所述氧气储存单元中，并且氧气供应管线可以连接至隧道的各个区域。氧气供应管线230上可以安装有多个氧气供应部240，并且多个氧气供应部可以暴露在隧道划分成的区域的每一个处。氧气供应部240可以包括分支管和喷嘴以将通过氧气供应管线230供应的氧气喷射到隧道中。

此外，可以在每个分支管上安装能够切断氧气供应的多个供应阀250。

在图2中，示出了其中在所示区域的最右侧发生火灾的示例。如果在检测到火灾的区域通过氧气供应部供应氧气，那么火灾可能蔓延。因此，在检测到火灾的区域的情况下，将供应阀250控制为保持关断以防止氧气供应至检测到火灾的区域。

另一方面，在未检测到火灾发生的区域，可以供应高浓度的氧气，以解决发生火灾时氧浓度降低的问题。

优选地，可以根据在给定区域中检测到的氧浓度来执行氧气供应。在图2的示例中，将氧气供应到氧浓度测量为16％的两个区域中。与这种情况不同，在查出氧浓度为18％的情况下，可以判断为存在足够的氧气，并且可以切断氧气供应。

图3是示出了在未发生火灾的区域中氧气不足的情况下在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中进行控制的示例的流程图。

图3的示例是其中在火灾期间向隧道供应氧气的氧浓度参考水平设定为16％的示例。氧浓度传感器检测每个区域的氧浓度并且在步骤S301识别氧浓度为16％或更低的区域。如果给定区域是在步骤S302通过火灾检测传感器未检测到火灾发生的区域，则在步骤S303通过氧气供应部供应高浓度的氧气。此后，在步骤S304检查氧浓度是否已经达到为停止氧气供应所设定的上限(例如19％)，如果已经达到上限，则可以在步骤S305停止供应高浓度的氧气。

因此，在隧道的没有发生火灾的区域中，氧浓度可以保持在下限(16％)和上限(19％)之间。

同时，图4是示出了在电力系统中发生异常的情况下在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中进行控制的示例的流程图。

如图4中所示，在步骤S401通过电力系统传感器检测到诸如电力供应异常的电力系统异常的情况下，控制器在步骤S402使一体式再生燃料电池以燃料电池模式运行。因此，控制器在步骤S403供应储存在氢气储存单元中的氢气，并且在步骤S404，在燃料电池模式下产生电能。此处，如前所述，供应至一体式再生燃料电池的氧气可以从外部或者从氧气储存单元140供应。

在这种没有从电源正常供应电力的情况下，可以在步骤S405将产生的电能供应至隧道中的电力设施。

另一方面，图5是示出了在电力系统中未发生异常但储存的氢气不足的情况下在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中进行控制的示例的流程图。

如图5中所示，在步骤S501中没有电力系统异常但储存的氢气不足的情况下，需要充氢气以用于紧急情况。因此，在这种情况下，控制器可以在步骤S502使一体式再生燃料电池以水电解模式运行，并且在步骤S503，可以将一体式再生燃料电池产生的氢气储存在氢气储存单元中。同时，在步骤S504中储存的氢气总量已经达到目标(氢气储存箱的最大允许储存容量，例如5kg)的情况下，可以在步骤S505停止一体式再生燃料电池的水电解模式运行以停止制氢。

图6是示出了在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中根据有无火灾发生来进行控制的示例的流程图。

图6的示例涉及其中选择性地控制氧气供应以避免在发生火灾时窒息的示例。如以上图3中的情况，图6的示例配置为在各个区域中检测到16％或以下的氧浓度时开始供应高浓度的氧气，而如果氧浓度达到19％或所有储存的氧气被耗尽时结束氧气供应。此外，在本示例中，检测电力系统中是否发生异常，在确实发生异常时，并行地执行一体式再生燃料电池的控制。

在本发明的优选实施方案中，火灾检测传感器可以放置在每个区域中，并且[系统]可以控制为使得仅在除了发生火灾的区域之外的区域中供应氧气。

参考图6，在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中，当在步骤S601发生火灾时，可以在步骤S602使各个区域中的火灾检测传感器运行，并且可以在步骤S603检查火灾检测传感器是否被触发以识别其中发生火灾的区域。此处，在隧道中检测到火灾的情况下，必须通过氧气供应部向未发生火灾的区域供应氧气，并且根据火灾检测传感器是否被触发来确定待供应氧气的区域。

火灾检测传感器被触发的区域是发生火灾的区域，因此在步骤S604使氧气供应阀保持关断。另一方面，由于火灾检测传感器未被触发的区域是与火灾发生无关的区域，因此可以通过确定是否供应氧气来选择性地执行供应氧气。因此，控制器在步骤S605检查储存在氧气储存单元140中的氧气的量，如果储存的氧气水平在步骤S606等于或小于预设水平(例如0％)，则由于无法供应氧气而不执行供应氧气。

另一方面，在储存的氧气水平超过预设水平(例如0％)的情况下，由于现在可以供应氧气，从而执行供应氧气。

可以根据给定区域的氧浓度来决定是否供应氧气，并且为此可以在步骤S607使氧浓度传感器运行以测量氧浓度。在测量的氧浓度在步骤S608小于上限(例如19％)或在步骤S609小于参考水平(例如16％)的情况下，可以在步骤S610接通氧气供应阀以在步骤S611将高浓度的氧气供应到给定区域中。只要氧浓度小于上限(19％)，这一氧气供应过程就可以继续进行，并且优选地，所述过程可以配置为返回步骤S602以确定火灾是否已经蔓延从而使得必须切断氧气供应，并且再次检查火灾检测传感器是否被触发。

在步骤S608中氧浓度超过上限，在给定区域中已经存在足够的氧气，并且确定不需要额外的氧气供应的情况下，可以在步骤S612关断氧气供应阀以在步骤S613停止供应高浓度的氧气。

同时，在储存在氧气储存单元中的氧气的水平在步骤S606被确定为等于或低于预设水平的情况下，控制器可以确定出无法供应氧气并且执行一系列步骤以使一体式再生燃料电池以水电解模式运行。

电力系统传感器在步骤S614检测电力系统中的异常，并且在发生电力系统异常的情况下，一体式再生燃料电池在步骤S615使一体式再生燃料电池以燃料电池模式运行以开始应急发电。在这种情况下，可以利用外部空气来供应氧气。

另一方面，在没有电力系统异常的情况下，一体式再生燃料电池在步骤S616可以以水电解模式运行。在水电解模式下，可以在步骤S617通过一体式再生燃料电池产生氧气和氢气，并且可以在步骤S618将产生的氧气和氢气储存在各自的储存单元中。可以连续监测氧气储存水平，并且可以连续检查氧气储存水平是否超过参考水平。

图7是示出了在根据本发明一个实施方案的控制用于隧道的一体式再生燃料电池系统的方法中进行控制的示例的流程图，其中系统被控制为使得水电解系统和燃料电池系统选择性地运行。

图7的示例可以在无论是否发生火灾时执行，但是优选地可以在没有发生火灾的正常情况下执行。

如图7中所示，电力系统传感器可以在步骤S701检测电力系统异常，并且如果发生了电力系统异常，可以执行一系列步骤S702至S710以向隧道中的电力设施供应应急电力。另一方面，如果查出没有电力系统异常，则可以根据反应副产物在系统中的储存状态来执行与一体式再生燃料电池的水电解模式相关的一系列步骤S711至S724。

在步骤S701中检测是否发生电力系统异常后，如果确定出发生了电力系统异常，则在步骤S702检查氢气储存单元中的氢气储存水平，如果储存的氢气水平在步骤S703等于或小于预设水平，则在步骤S704停止一体式再生燃料电池在燃料电池模式下的运行。另一方面，在氢气储存水平在步骤S703超过预设水平的情况下，确定出一体式再生燃料电池可以以燃料电池模式运行。

前提是当以燃料电池模式运行时，可以根据是否发生火灾来确定氧气源。也就是说，如在上述示例中那样，如果发生了火灾，需要向隧道中供应氧气，因此优选保留而不是消耗储存的氧气。

因此，根据本发明的优选实施方案，在步骤S705检测火灾检测传感器是否已经被触发，并且如果检测到火灾，则在步骤S706将外部空气供应至一体式再生燃料电池，并且在步骤S707使一体式再生燃料电池以燃料电池模式运行。在燃料电池模式下，一体式再生燃料电池在步骤S708产生电能，并且在步骤S709将产生的电力作为应急电力供应给隧道中的电力设施。另一方面，如果没有检测到火灾，则可以在步骤S710将储存的氧气供应至一体式再生燃料电池，并且可以在步骤S707使一体式再生燃料电池以燃料电池模式运行。

同时，在步骤S701没有检测到电力系统异常的情况下，在步骤S711检查氢气储存单元中的氢气储存水平以在步骤S712确定氢气储存水平是否小于最大水平。如果氢气储存水平小于最大水平，则在步骤S713检查系统中的水储存水平，如果水储存水平等于或小于参考水平(例如0％)，则确定出无法以水电解模式运行，并且在步骤S715停止一体式再生燃料电池在水电解模式下的运行。另一方面，如果水储存水平超过参考水平(例如0％)，则确定出可以以水电解模式运行，并且可以在步骤S716使一体式再生燃料电池以水电解模式运行。

因此，当一体式再生燃料电池以水电解模式运行时，在步骤S717、S718产生氢气和氧气。对于产生的氧气，在步骤S719检查氧气储存水平，并且在步骤S721将氧气储存到氧气储存单元中，直至氧气储存水平达到氧气储存箱中可以容纳的最大水平(例如100％的储存容量)，如果氧气储存水平在步骤S720达到最大水平，则可以在步骤S722将产生的氧气向外排放。

此外，可以在步骤S723将产生的氢气储存在氢气储存单元中，并且可以将产生的氢气储存在氢气储存箱中直至储存箱可以容纳的最大水平。因此，在步骤S724检查氢气储存单元中的氢气储存水平之后，可以返回到步骤S712，并且可以根据是否已经达到最大水平来执行接下来的控制。

通过这些过程，可以在电力系统正常运行的同时通过在水电解模式下运行来产生氢气和氧气，当检测到电力系统异常时，在燃料电池模式下的应急发电可以供应必要的电力。

虽然说明和描述了本发明的特定实施方案，但是对于本领域普通技术人员应不言而喻的是，在不脱离由所附权利要求提供的本发明的技术构思的情况下，可以以各种方式对本发明进行改变和修改。