一种制氢发电系统控制方法、系统及存储介质技术方案

技术编号:37821662 阅读:31 留言:0更新日期:2023-06-09 09:57
本申请提出一种制氢发电系统控制方法、系统及存储介质,属于氢燃料发电技术领域,所述方法包括:根据外部需求功率与氢气输出级位的对应关系,确定所述外部需求功率对应的目标氢气输出级位;确定所述目标氢气输出级位的氢气量对应的氢气压力的调节参数以及目标输出功率的调节参数;当满足设定条件时,基于目标氢气输出级位的氢气量对应的氢气压力的调节参数以及目标输出功率的调节参数,对所述制氢发电系统的氢燃料电池的目标输出功率进行调节,控制氢燃料电池入口的氢气压力在预设定范围内。所述系统包括:制氢装置、氢燃料电池、能量控制单元。本申请保证了系统平稳运行,提高氢能发电的效率,延长了燃料电池的使用寿命。延长了燃料电池的使用寿命。延长了燃料电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢发电系统控制方法、系统及存储介质


[0001]本申请属于氢燃料发电
,具体涉及一种制氢发电系统、控制方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]氢燃料电池发电系统以氢气为燃料,通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能,具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点。逐步在轻轨列车、汽车、便携式发电、固定式发电等领域,以及航空航天和船舶系统领域等发挥越来越大的作用和影响力。
[0003]氢燃料电池发电系统用于电能供电发电,整个系统主要包括制氢/储氢单元、燃料电池单元、冷却单元、HMI(HMI,Human Machine Interface)界面显示控制单元、供配电控制装置、继电保护装置。由于氢气的储存运输涉及成本和安全问题,所以实际项目中越来越倾向于采用制氢单元实时制氢,燃料电池实时发电,省去了氢气的储存和运输环节。采用制氢单元实时制氢时,能量控制单元(ECU,Energy Control Unit)管理整个发电系统的能量分配和调度,制氢和燃料电池的协同发电输出控制,决定了整个系统的发电效率以及整体氢燃料电池系统的寿命以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢发电系统控制方法,其特征在于,应用于所述制氢发电系统的能量控制单元,所述方法包括:根据外部需求功率与氢气输出级位的对应关系,确定所述外部需求功率对应的目标氢气输出级位;根据氢气输出级位的氢气量与氢气压力的调节参数的对应关系以及氢气输出级位的氢气量与目标输出功率的调节参数的对应关系,确定所述目标氢气输出级位的氢气量对应的氢气压力的调节参数以及目标输出功率的调节参数;当满足设定条件时,基于目标氢气输出级位的氢气量对应的氢气压力的调节参数以及目标输出功率的调节参数,对所述制氢发电系统的氢燃料电池的目标输出功率进行调节,控制氢燃料电池入口的氢气压力在预设定范围内。2.根据权利要求1所述的制氢发电系统控制方法,其特征在于,所述目标输出功率,计算式如下:P
FCU
(t)=f(T0,M
a
(t),v(t),Δt,P
load
)其中,P
FCU
(t)为目标输出功率,T0为所述制氢发电系统中的制氢装置的产氢周期,M
a
(t)为第一氢气压力,v(t)为氢气流量,Δt为压力趋势判断间隔,P
load
为氢燃料电池的负载,f()为经过拟合后各变量之间的函数关系。3.根据权利要求2所述的制氢发电系统控制方法,其特征在于,所述制氢装置的产氢周期,计算式如下:其中,θ
i
为最小氢气压力出现时刻的权值,η
i
为最大氢气压力出现时刻的权值,在t1~t2时间段内,i为出现最小氢气压力的次数,n为预设次数,T
min
为最小氢气压力出现时刻,T
max
为最大氢气压力出现时刻。4.根据权利要求2所述的制氢发电系统控制方法,其特征在于,所述第一氢气压力,计算式如下:M
a
(t)=αy(v)+βM
e
(t)+M
c
其中,α为实时氢气流量权值,β为第二氢气压力的权值,M
e
(t)为第二氢气压力,M
c
为第一常量,y(v)为实时氢气流量。5.根据权利要求2所述的制氢发电系统控制方法,其特征在于,所述压力趋势判断间隔,计算式如下:其中,ρ为第二常量,p1为氢气压力的起始值,p2为氢气压力的终止值。6.根据权利要求2所述的制氢发电系统控制方法,其特征在于,所述设定条件包括第一设定条件、第二设定条件、第三设定条件、第四设定条件、第五设定条件、第六设定条件、第七设定条件中的至少一项;所述第一设定条件包括:第一氢气压力达到氢气压力初始值M0;所述第二设定条件包括:所述第一氢气压力小于氢气压力最小值M
min
并且在压力趋势判断间隔内所述第一氢气压力大于预设阈值;所述第三设定条件包括:所述第一氢气压力大于氢气压力最大值M
max
并且在压力趋势
判断间隔内所述第一氢气压力小于或等于预设阈值;所述第四设定条件包括:所述氢气压力小于氢气压力第一调节值M1并且在压力趋势判断间隔内所述氢气压力大于预设阈值;所述第五设定条件包括:所述氢气压力大于氢气压力第二调节值M2并且在压力趋势判断间隔内所述氢气压力小于或等于预设阈值;所述第六设定条件包括:制氢装置进入预设第一工况并持续第一时间;所述第七设定条件包括:制氢装置进入预设定第二工况并持续第二时间。7.根据权利要求1所述的制氢发电系统控制方法,其特征在于,所述氢气压力的调节参数包括:M0、M1、M2、M
min
、M
max
,其中,M0为氢气压力初始值,M1为氢气压力第一调节值,M2为氢气压力第二调节值,M
min
为氢气...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑中尧王伟方鹏王尚银许颖光左君成鞠超越肖晓
申请(专利权)人:株洲中车时代电气股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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