燃料电池具有无污染、低噪音、高效率、供电时间长等特点,其作为备用电源系统被越来越多地应用在变电站、通信基站等领域。氢气是燃料电池的主要燃料,由于存储及运输高压纯净氢气的不便,导致“氢源”成为燃料电池技术商业化发展的“瓶颈”之一。如何安全、快捷地获取“氢源”是燃料电池一个亟待解决的问题。因此,本文开展了利用甲醇重整制氢以及醇氢燃料电池备用电源系统建模与应用设计的研究。本文首先介绍了国内外氢能、燃料电池技术、备用电源系统的研究现状。通过对不同燃料电池及其特性的研究,总结了醇氢燃料电池所具备的优势,在分析醇氢燃料电池工作特性的基础上,推导建立了甲醇重整制氢以及质子交换膜燃料电池发电的数学模型,通过建模仿真并设计实验模型进行验证。其次,对醇氢燃料电池备用电源系统总体结构进行设计,详细分析了系统的四种工作模式,并给出了系统的控制策略,在数学建模和仿真的基础上,以某通信基站为应用场合,对本文所设计备用电源系统做在线测试验证,测试结果验证了系统设计的合理性与正确性。最后,与传统的基站备用电源供电方案相比,解决了环境污染、噪声污染等问题,对于未来发展醇氢燃料电池备用电源系统应用于通信基站等场地的建设具有重要的指导意义。