风电解制氢系统电解槽运行控制方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及风电制氢技术领域，尤其涉及一种风电解制氢系统电解槽运行控制方法、装置及电子设备。该方法包括：获取风功率历史数据，基于历史数据预测未来一个周期内的风功率最大值和风功率最小值；基于风功率最大值确定电解槽阵列整体工作模式和电解槽工作状态，并基于风功率最大值和风功率最小值确定各工作状态下的电解槽数量，完成功率分配；获取风功率实时值，风功率实时值的波动部分由工作状态为波动功率运行的电解槽消纳，其余部分由剩余电解槽消纳；当各电解槽运行达到预设时间时，对所有电解槽的工作状态进行轮换，然后转至风功率预测步骤执行循环。本发明专利技术通过对电解槽工作状态进行轮换，能够延长电解槽阵列整体寿命和安全性。全性。全性。

【技术实现步骤摘要】
风电解制氢系统电解槽运行控制方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及风电制氢
，尤其涉及一种风电解制氢系统电解槽运行控制方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]非并网风电制氢技术可发挥氢能能量存储和功率调节的优势，对实现能源转型具有重要意义。但在应用中风力发电的高功率波动一定程度上影响了制氢系统的寿命和效率，限制了风电制氢技术的应用。
[0003]当前国内外学者开始逐渐通过优化电解槽控制策略来进一步消纳风功率，但尚未与近年来取得长足进步的风功率预测技术结合。风功率的波动程度会影响预测的精度，现有的风功率数据预处理方法对风功率存在一定的消纳效果，但多台电解槽运行不规律，不同运行状态下的电解槽产生的损耗不同。当电解槽长时间处于运行状态不平衡的工况下，会导致单个或部分电解槽损坏。如果更换单台电解槽又容易造成系统停机和不配套的问题，影响电解槽阵列的整体寿命和安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种风电解制氢系统电解槽运行控制方法、装置及电子设备，以解决现有技术风电制氢系统中电解槽间运行状态不平衡影响电解槽阵列的整体寿命和安全性的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种风电解制氢系统电解槽运行控制方法，包括：风功率预测步骤：获取风功率历史数据，基于所述历史数据预测未来一个周期内的风功率最大值和风功率最小值；数量确定和功率分配步骤：基于所述风功率最大值确定电解槽阵列整体工作模式和电解槽工作状态，并基于所述风功率最大值和风功率最小值确定各工作状态下的电解槽数量，完成功率分配；其中，对应各电解槽阵列整体工作模式，电解槽工作状态至少包括波动功率运行；消纳步骤：获取风功率实时值，所述风功率实时值的波动部分由工作状态为波动功率运行的电解槽消纳，其余部分由剩余电解槽消纳；轮换步骤：当各电解槽运行达到预设时间时，对所有电解槽的工作状态进行轮换，然后转至风功率预测步骤执行循环。
[0006]第二方面，本专利技术实施例提供了一种风电解制氢系统电解槽运行控制装置，包括：风功率预测模块：用于获取风功率历史数据，基于所述历史数据预测未来一个周期内的风功率最大值和风功率最小值；数量确定和功率分配模块：用于基于所述风功率最大值确定电解槽阵列整体工作模式和电解槽工作状态，并基于所述风功率最大值和风功率最小值确定各工作状态下的电解槽数量，完成功率分配；其中，对应各电解槽阵列整体工作模式，电解槽工作状态至少包
括波动功率运行；消纳模块：用于获取风功率实时值，所述风功率实时值的波动部分由工作状态为波动功率运行的电解槽消纳，其余部分由剩余电解槽消纳；轮换模块：用于当各电解槽运行达到预设时间时，对所有电解槽的工作状态进行轮换，然后转至风功率预测步骤执行循环。
[0007]第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0008]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0009]本专利技术实施例提供一种风电解制氢系统电解槽运行控制方法、装置及电子设备，通过获取风功率历史数据，基于历史数据预测未来一个周期内的风功率最大值和风功率最小值。然后基于风功率最大值确定电解槽阵列整体工作模式和电解槽工作状态，并基于风功率最大值和风功率最小值确定各工作状态下的电解槽数量，以完成预测风功率分配，保证电解槽基于规划的工作状态运行时满足对预测风功率消纳的需求，在对实时风功率进行消纳时，各电解槽能够按照规划的工作状态快速进入工作。获取风功率实时值，风功率实时值的波动部分由工作状态为波动功率运行的电解槽消纳，其余部分由剩余电解槽消纳，当各电解槽运行达到预设时间时，对所有电解槽的工作状态进行轮换，避免某一电解槽长期处于一种工作状态，并保证各电解槽在各工作状态下的运行时间处于动态平衡。再然后转至风功率预测步骤执行循环。本专利技术提供的风电解制氢系统电解槽运行控制方法使电解槽在各工作状态下的运行时间趋于相同，保证了阵列内各电解槽寿命的一致，延长了电解槽阵列整体寿命和安全性。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是本专利技术实施例提供的风电解制氢系统电解槽运行控制方法的实现流程图；图2是根据本专利技术一具体实施例示出的获取的风功率数据示意图；图3是根据本专利技术一具体实施例示出的风功率实际值和预测值对比示意图；图4是根据本专利技术一具体实施例示出的预测实际值示意图；图5是根据本专利技术一具体实施例示出的的各电解槽功率示意图；图6是根据本专利技术一具体实施例示出的的各电解槽工作状态占比；图7是本专利技术实施例提供的风电解制氢系统电解槽运行控制装置的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
[0012]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0013]在风功率预测步骤之前，需要对轮换周期T进行时间设置，为了保证电解槽运行的安全性，避免电解槽长时间处于某一状态对电解槽的性能产生过度损耗，周期T应当同时满足低于电解槽允许的停机时间、电解槽允许的连续波动功率运行时间和低于连续安全产氢功率运行时间，同时还要保证预测算法在周期T内的准确度，以保障消纳效果。周期T选取后为定值，即按照固定的轮换周期对电解槽的运行状态进行轮换控制。
[0014]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
[0015]参见图1，其示出了本专利技术实施例提供的风电解制氢系统电解槽运行控制方法的实现流程图，详述如下：S101、风功率预测步骤：获取风功率历史数据，基于历史数据预测未来一个周期内的风功率最大值和风功率最小值。
[0016]在一种可能的实现方式中，获取风功率历史数据，基于历史数据预测未来一个周期内的风功率最大值和风功率最小值，包括：获取历史若干周期内的历史风功率最大值和历史风功率最小值，并生成历史风功率最大值曲线和历史风功率最小值曲线；将历史风功率最大值曲线和历史风功率最小值曲线分别输入长短期记忆（Long short term memory，LSTM）网络中进行训练，获得风功率最大值预测模型和风功率最小值预测模型；基于风功率最大值预测模型和风功率最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电解制氢系统电解槽运行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：风功率预测步骤：获取风功率历史数据，基于所述历史数据预测未来一个周期内的风功率最大值和风功率最小值；数量确定和功率分配步骤：基于所述风功率最大值确定电解槽阵列整体工作模式和电解槽工作状态，并基于所述风功率最大值和风功率最小值确定各工作状态下的电解槽数量，完成功率分配；其中，对应各电解槽阵列整体工作模式，电解槽工作状态至少包括波动功率运行；消纳步骤：获取风功率实时值，所述风功率实时值的波动部分由工作状态为波动功率运行的电解槽消纳，其余部分由剩余电解槽消纳；轮换步骤：当各电解槽运行达到预设时间时，对所有电解槽的工作状态进行轮换，然后转至风功率预测步骤执行循环。2.根据权利要求1所述的风电解制氢系统电解槽运行控制方法，其特征在于，所述获取风功率历史数据，基于所述历史数据预测未来一个周期内的风功率最大值和风功率最小值，包括：获取历史若干周期内的历史风功率最大值和历史风功率最小值，并生成历史风功率最大值曲线和历史风功率最小值曲线；将所述历史风功率最大值曲线和历史风功率最小值曲线分别输入LSTM网络中进行训练，获得风功率最大值预测模型和风功率最小值预测模型；基于所述风功率最大值预测模型和风功率最小值预测模型分别确定目标预测周期内的风功率最大值和风功率最小值。3.根据权利要求1所述的风电解制氢系统电解槽运行控制方法，其特征在于，所述基于所述风功率最大值确定电解槽阵列整体工作模式和电解槽工作状态，包括：当所述风功率最大值在（，）范围内时，所述电解槽阵列整体工作模式为常规工况，电解槽工作状态分为波动功率运行、额定功率运行和欠功率运行；当所述风功率最大值大于时，所述电解槽阵列整体工作模式为过载工况，所述电解槽工作状态分为波动功率运行、额定功率运行和过载功率运行；当所述风功率最大值小于时，所述电解槽阵列整体工作模式为低功率工况，所述电解槽工作状态分为波动功率运行、欠功率运行和停机；其中，为电解槽最小运行功率；为电解槽额定运行功率；为电解槽总数量。4.根据权利要求3所述的风电解制氢系统电解槽运行控制方法，其特征在于，所述基于所述风功率最大值和最小值确定各电解槽工作状态下的电解槽数量，完成功率分配，包括：常规工况下，确定波动功率运行电解槽数量，其表达式为：其中，为周期内风功率最大值；为周期内风功率最小值；为电解槽最大运行功率；为电解槽最小运行功率；
设定电解槽功率波动范围上边界值为台电解槽在波动功率最大值运行，台电解槽在额定功率运行时的电解槽阵列总功率，其表达式为：其中，为电解槽最大运行功率；为电解槽额定运行功率；为电解槽总数量；设定电解槽功率波动范围下边界值为台电解槽在波动功率最小值运行，台电解槽在额定功率运行时的电解槽阵列总功率，其表达式为：其中，为电解槽最小运行功率；为电解槽额定运行功率；为电解槽总数量；基于所述电解槽功率波动范围上边界值和下边界值确定电解槽总欠功率额度，将其定义为修正值，其表达式为：其中，为周期内风功率最大值；为周期内风功率最小值；基于所述修正值确定欠功率运行电解槽数量，其表达式为：其中，为电解槽额定运行功率；为电解槽最小运行功率；为波动功率运行的电解槽数量；为电解槽总数量；基于所述修正值和欠功率运行电解槽数量确定欠功率运行电解槽功率，其表达式为:其中，为修正值；为电解槽额定运行功率；为欠功率运行电解槽数量。5.根据权利要求3所述的风电解制氢系统电解槽运行控制方法，其特征在于，所述基于所述风功率最大值和最小值确定各电解槽工作状态下的电解槽数量，完成功率分配，包括：过载工况下，确定波动功率运行电解槽数量，其表达式为：其中，为周期内风功率最大值；为周期内风功率最小值；为电解槽最大运行功率；为电解槽最小运行功率；设定电解槽功...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇洋，孙鹤旭，郭英军，朱峥峥，赵钰欢，唐思航，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：