【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及pem电解水制氢设备，具体为一种pem电解水制氢设备故障预警系统。
技术介绍
1、随着能源需求的日益增长和环境保护意识的普及，氢能作为一种清洁、高效的能源形式受到广泛关注。pem电解水制氢技术因其高效、灵活性强等特点成为当前主流的氢气生产方法之一。然而，在pem电解水制氢过程中，设备故障是影响制氢效率和安全性的重要因素，因此，做到对pem电解水制氢设备故障的及时且准确识别预警，则显得至关重要。
2、目前，针对pem电解水制氢设备故障预警的方式还停留在传统的规则基础上。而传统的方法往往依赖于人工经验，由于设备故障多样化且具有一定的随机性，且传统的故障预警方法难以将制氢设备的运行状态和制氢状态进行结合分析，导致pem电解水制氢设备故障分析的准确性较低，故无法做到对pem电解水制氢设备存在的潜在故障的准确预警，难以保证pem电解水制氢设备的稳定性。
3、为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种pem电解水制氢设备故障预警系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种pem电解水制氢设备故障预警系统，包括云服务器、数据采集单元、云数据库、电解设备分析单元、制氢状态分析单元、综合判定单元、故障诊断预警单元和显示终端；
3、所述数据采集单元用于采集pem电解水制氢设备中的电解池的电解数据参数和制氢数据参数，并将各类型信息发送至云数据库进行存储；
4、所述云数据库还
5、所述电解设备分析单元用于对pem电解水制氢设备中电解池的电解数据参数进行监测，由此对电解池的电解运行状态进行分析，据此输出电解池的运行状态等级，并根据电解池输出的运行状态等级，由此生成设备运行良好信号或设备运行异常信号；
6、所述制氢状态分析单元用于对pem电解水制氢设备当前监控时段下的制氢数据参数进行监测，由此对pem电解水制氢设备当前监控时段下的制氢状态进行分析，据此输出制氢状态评估良好信号或制氢状态评估异常信号；
7、所述综合判定单元根据输出的设备运行状态判定类型信号和制氢状态判定类型信号并由此对两类判定信号进行故障综合判定分析，由此生成潜在故障风险信号或正常信号；
8、所述故障诊断预警单元根据输出的潜在故障风险信号，并由此对pem电解水制氢设备进行故障诊断预警分析，据此生成冷却系统故障警示信号或循环水供应不足警示信号或环境温度较低警示信号、质子交换膜老化警示信号、催化剂失活警示信号，并将其通过显示终端进行显示说明。
9、优选地，所述对pem电解水制氢设备中电解池的电解数据参数进行监测，其具体监测过程如下：
10、获取pem电解水制氢设备中的电解池的实时电解容量，并将电解池的实时电解容量与存储在云数据库中的电解分区判定表进行对照匹配分析，由此匹配得到电解池的监测区划分数量，并将其记作w，其中电解池的每种实时电解容量均对应一种监测区划分数量；
11、并根据电解池的监测区划分数量及实时电解容量，将电解池按照v空间量等量划分为w个监测区，其中，v空间量=实时电解容量÷监测区划分数量；
12、通过电流传感器对同一监控时间点下的电解池中的各监测区的电流进行采集，得到同一监控时间点下的电解池中的各监测区的电流数据值，并从各监测区中剔除最大电流数据值和最小数据值，将剩下的各监测区的电流数据值进行平均计算，依据公式：，由此输出同一监控时间点下的电解池的电流平均特征值acv，其中，w*表示为剩下的监测区的数量，cdvw*表示为第w*个监测区的电流数据值；
13、通过温度传感器获取同一监控时间点下的电解池中的各监测区的电解液的温度，得到同一监控时间点下的电解池中的各监测区的电解液温度值，并从各监测区中剔除最大电解液温度值和最小电解液温度值，将剩下的各监测区的电解液温度值进行平均计算，依据公式，由此输出同一监控时间点下的电解池的电解液温度平均特征值atp，其中，wdw*表示为第w*个监测区的电解液温度值；
14、通过电压传感器获取同一监控时间点下的加持在电解池两端的电压值，并将其记作au。
15、优选地，所述对电解池的电解运行状态进行分析，其具体分析过程如下：
16、获取pem电解水制氢设备中电解池的电解数据参数中的电流平均特征值、电解液温度平均特征值和电压值，再依次获取电流平均特征值、电解液温度平均特征值、电压值的参照数据值，并将其依次记作acv*、atp*和au*；
17、并将电解池的三项运行参数进行综合计算分析，依据设定的数据模型：，由此输出pem电解水制氢设备的电解池的运行评估指数rex，其中，δa为电流平均特征值与其参照数据值之间差值的对照值，δb为电解液温度平均特征值与其参照数据值之间差值的对照值，δc为电压值与其参照数据值之间差值的对照值，ρ1、ρ2和ρ3均为权重因子系数；
18、将电解池的运行评估指数与存储在云数据库中的运行状态判定表进行对照匹配分析，由此得到电解池的运行状态等级，且得到的每个运行评估指数均对应一个运行状态等级，且运行状态等级包括优级运行等级、次级运行等级；
19、若电解池的运行状态等级被判定为优级运行等级时，则生成设备运行良好信号；若电解池的运行状态等级被判定为次级运行等级时，则生成设备运行异常信号。
20、优选地，所述对pem电解水制氢设备当前监控时段下的制氢数据参数的监测及制氢状态的分析，其具体过程如下：
21、通过流量监测仪对当前监控时段中各监控时间点下的氢气流量和氧气流量进行监测，得到当前监控时段中各监控时间点下的氢气流量值和氧气流量值，并将其分别记作lhi和lyi，其中i为当前监控时段划分的若干个监控时间点的集合，且i=1，2，3……n，n为总数；
22、通过氢气浓度传感器和氧气浓度传感器分别对当前监控时段中各监控时间点下的氢气浓度和氧气浓度进行监测，得到当前监控时段中各监控时间点下的氢气浓度值和氧气浓度值，并将其分别记作ndhi和ndyi；
23、将当前监控时段中获取的所有监控时间点下的制氢数据参数中的氢气流量值、氧气流量值、氢气浓度值和氧气浓度值代入预设的数据模型中，依据设定的数据模型：，由此输出当前监控时段下的pem电解水制氢设备的制氢系数hpc，其中，μ为转换因子系数；
24、设置制氢系数的评估对比区间，并将当前监控时段下的pem电解水制氢设备的制氢系数代入预设的评估对比区间内进行比较分析；
25、若制氢系数处于预设的评估对比区间之内时，则生成制氢状态评估良好信号，反之，若制氢系数处于预设的评估对比区间之外时，则生成制氢状态评估异常信号。
26、优选地，所述对两类判定信号进行故障综合判定分析，其具体分析过程如下：
27、同时调取pem电解水制氢设备的设备运行状态本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PEM电解水制氢设备故障预警系统，包括云服务器，云服务器通信连接有数据采集单元、云数据库，所述数据采集单元用于采集PEM电解水制氢设备中的电解池的电解数据参数和制氢数据参数，并将各类型信息发送至云数据库进行存储，所述云数据库还用于存储电解分区判定表，存储运行状态判定表，存储冷却系统温度调节数据表，其特征在于，云服务器还通讯连接有：
2.根据权利要求1所述的一种PEM电解水制氢设备故障预警系统，其特征在于，所述对PEM电解水制氢设备中电解池的电解数据参数进行监测，其具体监测过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种PEM电解水制氢设备故障预警系统，其特征在于，所述对电解池的电解运行状态进行分析，其具体分析过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种PEM电解水制氢设备故障预警系统，其特征在于，所述对PEM电解水制氢设备当前监控时段下的制氢数据参数的监测及制氢状态的分析，其具体过程如下：
5.根据权利要求1所述的一种PEM电解水制氢设备故障预警系统，其特征在于，所述对两类判定信号进行故障综合判定分析，其具体分析过程如下：
7.根据权利要求6所述的一种PEM电解水制氢设备故障预警系统，其特征在于，所述过热故障排除验证分析操处理，其具体处理过程如下：
8.根据权利要求6所述的一种PEM电解水制氢设备故障预警系统，其特征在于，所述过冷故障排除验证分析操处理，其具体处理过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种pem电解水制氢设备故障预警系统，包括云服务器，云服务器通信连接有数据采集单元、云数据库，所述数据采集单元用于采集pem电解水制氢设备中的电解池的电解数据参数和制氢数据参数，并将各类型信息发送至云数据库进行存储，所述云数据库还用于存储电解分区判定表，存储运行状态判定表，存储冷却系统温度调节数据表，其特征在于，云服务器还通讯连接有：
2.根据权利要求1所述的一种pem电解水制氢设备故障预警系统，其特征在于，所述对pem电解水制氢设备中电解池的电解数据参数进行监测，其具体监测过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种pem电解水制氢设备故障预警系统，其特征在于，所述对电解池的电解运行状态进行分析，其具体分析过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种pem电解水制氢...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞宗华，谭建峰，范志达，许哲凯，李佳奇，
申请(专利权)人：深圳润世华研发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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