一种可再生能源制氢再发电系统及其安全控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种可再生能源制氢再发电系统及其安全控制方法，该安全控制方法中，若燃料电池模块中出现氢气泄露，则控制燃料电池模块中的防护措施执行相应动作；若氢气压力大于相应的阈值，则控制储氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制制氢模块降功率运行；若制氢模块中出现氢气泄露，则控制制氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制制氢模块停止运行；从而实现制氢模块、储氢模块和燃料电池模块均有各自的控制条件，即这三个模块之间无需同时停机，避免燃料电池模块中出现氢气泄露而导致制氢模块频繁启停，提高可再生能源制氢再发电系统的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种可再生能源制氢再发电系统及其安全控制方法
本专利技术属于燃料电池动力系统
，更具体的说，尤其涉及一种可再生能源制氢再发电系统及其安全控制方法。
技术介绍
近年来随着环境问题的突出，氢能源因清洁无污染而受到广泛关注，也因此被认为是未来能源使用的终极形式；相应的，其上下游产业都得到了广泛的关注和应用。可再生能源电解水制氢技术因可以提供清洁无污染的氢能源，同时可以降低电解水制氢的成本，而被认为是未来最有潜力的制氢方式；另外，可再生能源制氢也是一种增加可再生能源消纳、提供调峰资源的重要途径。燃料电池是氢能源利用的一种重要途径，可以应用在燃料电池汽车、重卡、轮船、航空航天等方面。目前全球很多国家的科研院所、企业已经致力于氢能源事业的发展。但是氢气密度小，易泄漏，属于易燃易爆类危化品，使得氢气应用的安全性能备受关注。然而现有技术中，对于氢气泄露后的安全防护措施，通常是系统整体关机，而系统整体频繁启停，会降低系统的寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可再生能源制氢再发电系统及其安全控制方法，以避免系统整体频繁启停而带来的系统的寿命降低。本专利技术第一方面公开了一种可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，所述可再生能源制氢再发电系统中包括：制氢模块、储氢模块和燃料电池模块，所述安全控制方法包括：判断所述燃料电池模块中是否出现氢气泄露；若所述燃料电池模块中出现氢气泄露，则控制所述燃料电池模块中的防护措施执行相应动作；判断所述储氢模块中的氢气压力是否超过相应的阈值；若所述氢气压力大于相应的阈值，则控制所述储氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块降功率运行；判断所述制氢模块中是否出现氢气泄露；若所述制氢模块中出现氢气泄露，则控制所述制氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块停止运行。可选的，若所述燃料电池模块中出现氢气泄露，则控制所述燃料电池模块中的防护措施执行相应动作，包括：当所述燃料电池模块中的氢气浓度大于等于第一安全阈值时，控制所述燃料电池模块中的防爆风机启动；当所述燃料电池模块中的氢气浓度大于等于第二安全阈值时，控制为所述燃料电池模块提供氢气输入的进气主阀关闭；其中，所述第二安全阈值大于所述第一安全阈值。可选的，若所述燃料电池模块中出现氢气泄露，则还包括：当所述燃料电池模块中的氢气浓度大于等于第一安全阈值时，输出相应预警显示信号；当所述燃料电池模块中的氢气浓度大于等于第二安全阈值时，输出相应告警显示信号、以提示对所述燃料电池模块进行停机维护。可选的，若所述氢气压力大于相应的阈值，则控制所述储氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块降功率运行，包括：当所述氢气压力大于等于第三安全阈值时，控制所述制氢模块降功率运行，并控制所述储氢模块中的泄压阀进行泄氢。可选的，若所述氢气压力大于相应的阈值，则控制所述储氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块降功率运行，包括：当所述氢气压力大于等于第三安全阈值时，控制所述制氢模块降功率运行；当所述氢气压力大于等于第四安全阈值时，控制所述储氢模块中的泄压阀进行泄氢；其中，所述第四安全阈值大于等于所述第三安全阈值。可选的，若所述氢气压力大于相应的阈值，则还包括：当所述氢气压力大于等于所述第四安全阈值时，控制所述制氢模块停止运行。可选的，若所述氢气压力大于相应的阈值，则还包括：当所述氢气压力大于等于第三安全阈值，或者，大于等于第三安全阈值且小于等于第四安全阈值时，输出相应预警显示信号；和/或，当所述氢气压力大于等于第四安全阈值时，输出相应告警显示信号。可选的，若所述制氢模块中出现氢气泄露，则控制所述制氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块停止运行，包括：当所述制氢模块中的氢气浓度大于等于第五安全阈值时，控制所述制氢模块中的防爆风机启动；当所述制氢模块中的氢气浓度大于等于第六安全阈值时，控制所述制氢模块停止运行；其中，所述第六安全阈值大于所述第五安全阈值。可选的，若所述制氢模块中出现氢气泄露，则还包括：当所述制氢模块中的氢气浓度大于等于第五安全阈值且小于等于第六安全阈值时，输出相应预警显示信号；当所述制氢模块中的氢气浓度大于等于第六安全阈值时，输出相应告警显示信号、以提示对所述制氢模块进行停机维护。本专利技术第二方面公开了一种可再生能源制氢再发电系统，包括：可再生能源模块、第一变换模块、制氢模块、储氢模块、燃料电池模块和能量管理系统；其中：所述可再生能源模块的输出端与所述第一变换模块的输入端相连；所述第一变换模块的输出端与所述制氢模块的输入端相连；所述制氢模块的出气口与所述储氢模块的进气口之间通过管路连接；所述储氢模块的第一出气口与所述燃料电池模块的进气口之间通过管路连接；所述制氢模块、所述储氢模块和所述燃料电池模块均设置有相应的防护措施；所述能量管理系统分别与所述储氢模块、所述制氢模块和所述燃料电池模块、所述第一变换模块及各个防护措施内的器件相连，且所述能量管理系统用于执行本专利技术第一方面任一所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法。可选的，所述燃料电池模块的防护措施包括：在所述燃料电池模块内设置的第二氢气泄露传感器和第二防爆风机，以及，在储氢模块的第一出气口与所述燃料电池模块的进气口之间设置的进气主阀；其中：所述第二氢气泄露传感器的输出端和所述第二防爆风机的控制端，分别与所述能量管理系统相连，以使所述能量管理系统接收并依据所述第二氢气泄露传感器的检测信号，控制所述第二防爆风机动作；所述进气主阀的控制端与所述能量管理系统相连，以使所述能量管理系统依据所述第二氢气泄露传感器的检测信号，控制所述进气主阀动作。可选的，所述进气主阀设置于所述储氢模块的第一出气口与所述燃料电池模块的进气口之间的管路上；或者，设置于所述燃料电池模块的进气口处。可选的，所述储氢模块的防护措施包括：在所述储氢模块内设置的压力传感器和在所述储氢模块的第二出气口处设置的泄压阀；所述压力传感器的输出端和所述泄压阀的控制端，分别与所述能量管理系统相连，以使所述能量管理系统接收并依据所述压力传感器的检测信号，控制所述第一变换模块和/或所述泄压阀动作。可选的，所述储氢模块的防护措施还包括：设置于所述泄压阀出气口处的阻火器。可选的，所述制氢模块的防护措施包括：所述制氢模块内设置的第一氢气泄露传感器和第一防爆风机；其中：所述第一氢气泄露传感器的输出端和所述第一防爆风机的控制端，分别与所述能量管理系统相连，以使所述能量管理系统接收所述第一氢气泄露传感器的检测信号，并依据所述第一氢气泄露传感器的检测信号控制所述第一变换模块和/或所述第一防爆风机动作。可选的，还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，所述可再生能源制氢再发电系统中包括：制氢模块、储氢模块和燃料电池模块，所述安全控制方法包括：/n判断所述燃料电池模块中是否出现氢气泄露；/n若所述燃料电池模块中出现氢气泄露，则控制所述燃料电池模块中的防护措施执行相应动作；/n判断所述储氢模块中的氢气压力是否超过相应的阈值；/n若所述氢气压力大于相应的阈值，则控制所述储氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块降功率运行；/n判断所述制氢模块中是否出现氢气泄露；/n若所述制氢模块中出现氢气泄露，则控制所述制氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块停止运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，所述可再生能源制氢再发电系统中包括：制氢模块、储氢模块和燃料电池模块，所述安全控制方法包括：
判断所述燃料电池模块中是否出现氢气泄露；
若所述燃料电池模块中出现氢气泄露，则控制所述燃料电池模块中的防护措施执行相应动作；
判断所述储氢模块中的氢气压力是否超过相应的阈值；
若所述氢气压力大于相应的阈值，则控制所述储氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块降功率运行；
判断所述制氢模块中是否出现氢气泄露；
若所述制氢模块中出现氢气泄露，则控制所述制氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块停止运行。


2.根据权利要求1所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，若所述燃料电池模块中出现氢气泄露，则控制所述燃料电池模块中的防护措施执行相应动作，包括：
当所述燃料电池模块中的氢气浓度大于等于第一安全阈值时，控制所述燃料电池模块中的防爆风机启动；
当所述燃料电池模块中的氢气浓度大于等于第二安全阈值时，控制为所述燃料电池模块提供氢气输入的进气主阀关闭；
其中，所述第二安全阈值大于所述第一安全阈值。


3.根据权利要求2所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，若所述燃料电池模块中出现氢气泄露，则还包括：
当所述燃料电池模块中的氢气浓度大于等于第一安全阈值且小于第二安全阈值时，输出相应预警显示信号；
当所述燃料电池模块中的氢气浓度大于等于第二安全阈值时，输出相应告警显示信号、以提示对所述燃料电池模块进行停机维护。


4.根据权利要求1所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，若所述氢气压力大于相应的阈值，则控制所述储氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块降功率运行，包括：
当所述氢气压力大于等于第三安全阈值时，控制所述制氢模块降功率运行，并控制所述储氢模块中的泄压阀进行泄氢。


5.根据权利要求1所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，若所述氢气压力大于相应的阈值，则控制所述储氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块降功率运行，包括：
当所述氢气压力大于等于第三安全阈值时，控制所述制氢模块降功率运行；
当所述氢气压力大于等于第四安全阈值时，控制所述储氢模块中的泄压阀进行泄氢；
其中，所述第四安全阈值大于等于所述第三安全阈值。


6.根据权利要求5所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，若所述氢气压力大于相应的阈值，则还包括：
当所述氢气压力大于等于所述第四安全阈值时，控制所述制氢模块停止运行。


7.根据权利要求4-6任一所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，若所述氢气压力大于相应的阈值，则还包括：
当所述氢气压力大于等于第三安全阈值，或者，大于等于第三安全阈值且小于第四安全阈值时，输出相应预警显示信号；
和/或，
当所述氢气压力大于等于第四安全阈值时，输出相应告警显示信号。


8.根据权利要求1所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，若所述制氢模块中出现氢气泄露，则控制所述制氢模块中的防护措施执行相应动作，和/或，控制所述制氢模块停止运行，包括：
当所述制氢模块中的氢气浓度大于等于第五安全阈值时，控制所述制氢模块中的防爆风机启动；
当所述制氢模块中的氢气浓度大于等于第六安全阈值时，控制所述制氢模块停止运行；
其中，所述第六安全阈值大于所述第五安全阈值。


9.根据权利要求8所述的可再生能源制氢再发电系统的安全控制方法，其特征在于，若所述制氢模块中出现氢气泄露，则还包括：
当所述制氢模块中的氢气浓度大于等于第五安全阈值且小于第六安全阈值时，输出相应预警显示信号；
当所述制氢模块中的氢气浓度大于等于第六安全阈值时，输出相应告警显示信号、以提示对所述制氢模块进行停机...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，胡遥，谷雨，李建伟，张艳，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34