【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光-氢耦合，尤其涉及一种光-氢耦合系统优化策略生成方法。
技术介绍
1、在电解水生成氢气的过程中，电能转化为化学能的同时，还涉及到电能到热能的转化，这将会导致电解槽温度的上升，废热未进行回收利用，且会导致电解槽运行温度过高时制氢效率下降的问题。
2、在制氢系统与其他可再生能源发电系统的协调控制方面，现有文献运用区间优化理论，进而确定风光耦合制氢系统中电解槽的最佳容量配置范围，优化了耦合制氢系统的容量配置问题，同时搭配超级电容，平抑风电功率的波动性。同时也有文献考虑风光氢耦合系统的协调运行问题，制定了风光氢耦合系统在线能量调控策略。有文献针对风-氢耦合系统，以耦合系统所获收益最大为目标函数，构建系统优化运行模型。有的文献构建制氢电解槽-储氢罐-燃料电池的循环系统，并且设计了系统各组成单元的协调控制策略，并验证了所提控制策略的有效性。且有文献分别对光-氢耦合系统的建模分析、制氢性能分析和系统的控制策略做了许多研究工作。有文献提出了一种光-氢联合系统的能量管理策略，并验证了该能量管理策略能有效提高能源的综合利用率。还有文献对光伏发电系统与制氢电解槽直接连接方式进行了分析和计算，对比分析得出直接耦合连接比间接连接的方式制氢效率更高、对光能的利用率也更高的结论。
3、但是针对光-氢耦合系统中，因电解槽持续升温会导致系统损耗不断增加，从而降低系统的制氢效率，因此有必要对此问题进行改进。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种光-氢耦合系统优化策略生成方
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种光-氢耦合系统优化策略生成方法，包括：根据光伏发电系统和电解槽的特性分别建立光伏发电系统模型和电解槽模型，并将所述光伏发电系统模型和电解槽模型组合得到光-氢耦合系统模型；
3、在预设的约束条件下仿真分析未考虑热量回收的所述光-氢耦合系统模型，得到所述光-氢耦合系统模型的第一运行状态；所述第一运行状态包括光伏发电系统模型的第一输出效率、电解槽模型的第一电解效率以及光伏发电系统模型输出电能转化为氢气的第一转化效率；
4、在所述预设的约束条件下仿真分析考虑热量回收的所述光-氢耦合系统模型，得到所述光-氢耦合系统模型的第二运行状态；所述第二运行状态包括所述光伏发电系统模型的第二输出效率、电解槽模型的第二电解效率以及光伏发电系统模型输出电能转化为氢气的第二转化效率；
5、根据所述第一运行状态和第二运行状态得到光-氢耦合系统优化策略。
6、进一步的，所述光伏发电系统的特性包括：所述光伏发电系统的输出电流、日曝辐电流、散射曝辐电流、直射系数、光伏阵列倾斜面与水平面之间的夹角、地面反射率；
7、根据光伏发电系统的特性建立光伏发电系统模型，包括：根据所述日曝辐电流、散射曝辐电流、直射系数、光伏阵列倾斜面与水平面之间的夹角、地面反射率与所述光伏发电系统的输出电流之间的关系建立光伏发电系统输出模型。
8、进一步的，所述光伏发电系统输出模型为：
9、
10、其中， it为所述光伏发电系统的输出电流； id为日曝辐电流； igh为散射曝辐电流； rb为直射系数，与光伏发电系统所在位置的经纬度相关；为地面反射率； β为光伏阵列倾斜面与水平面之间的夹角。
11、进一步的，所述电解槽的特性，包括：电解槽的输出电压、电解槽的实际工作电流、电解槽的实际运行温度、电解槽的初始温度、电解槽的电极表面积、电解槽的过电阻系数、电解槽的过电压系数、电解槽的比热容、电解槽的热能量效率以及电解槽的进水口温度；
12、根据电解槽的特性建立电解槽模型，具体为：根据所述电解槽的实际工作电流、所述电解槽的实际运行温度、所述电解槽的电极表面积、所述电解槽的过电阻系数以及所述电解槽的过电压系数和所述电解槽的输出电压之间的关系建立电解槽输出模型；
13、根据所述电解槽的初始温度、所述电解槽的比热容、所述电解槽的热能量效率、所述电解槽的进水口温度与所述电解槽的实际运行温度之间的关系建立电解槽热特性模型。
14、进一步的，所述电解槽输出模型为：
15、
16、其中， uel为电解槽输出电压；为标准条件下的可逆电压； kr为可逆电压的温度系数； iel为电解槽实际工作电流； tel为电解槽实际运行温度； r1和 r2均为电解槽过电阻系数； kel 、kt1 、kt2 和kt3均为电解槽过电压系数； a表示电解槽电极表面积。
17、进一步的，所述电解槽热特性模型为：
18、
19、
20、
21、
22、其中， t为所述电解槽模型的实际运行温度； tini为所述电解槽模型的初始温度； τt为时间常数； ccw为水的比热容； ct为所述电解槽模型的热容，其值为常数； ahx为换热系数； nc为电解槽的吸热系数； ηe为所述电解槽模型的热能量效率； t0为参考温度； tcw,i为所述电解槽模型的进水口温度。
23、进一步的，所述预设的约束条件包括第一约束条件和第二约束条件；
24、所述第一约束条件为：所述电解槽模型实际运行温度小于或等于预设的标准运行温度，并且当温度超过所述标准运行温度，所述电解槽模型能够通过热量回收将温度调节至所述标准运行温度；
25、所述第二约束条件为：当所述电解槽模型的实际运行功率达到启动功率，开始产生氢气；当所述光伏发电系统模型输送的功率大于所述电解槽模型的额定功率，所述光伏发电系统模型停止输出电能。
26、进一步的，根据第一公式得到所述光伏发电系统模型的第一输出效率，根据第二公式得到所述光伏发电系统模型的第二输出效率；
27、所述第一公式为：
28、所述第二公式为：
29、其中，为所述光伏发电系统模型的第一输出效率，为所述光伏发电系统模型的第二输出功率； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述光伏发电系统的特性包括：光伏发电系统的输出电流、日曝辐电流、散射曝辐电流、直射系数、光伏阵列倾斜面与水平面之间的夹角、地面反射率；
3.根据权利要求2所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述光伏发电系统输出模型为：
4.根据权利要求1所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述电解槽的特性，包括：电解槽的输出电压、电解槽的实际工作电流、电解槽的实际运行温度、电解槽的初始温度、电解槽的电极表面积、电解槽的过电阻系数、电解槽的过电压系数、电解槽的比热容、电解槽的热能量效率以及电解槽的进水口温度；
5.根据权利要求4所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述电解槽输出模型为：
6.根据权利要求4所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述电解槽热特性模型为：
7.根据权利要求1所述的基于电解槽回收的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于
8.根据权利要求1所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，根据第一公式得到所述光伏发电系统模型的第一输出效率，根据第二公式得到所述光伏发电系统模型的第二输出效率；
9.根据权利要求1所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，根据第三公式得到所述电解槽模型的第一电解效率，根据第四公式得到所述电解槽模型的第二电解效率；
10.根据权利要求1所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，根据第五公式得到所述光伏发电系统模型输出电能转化为氢气的第一转化效率，根据第六公式得到所述光伏发电系统模型输出电能转化为氢气的第二转化效率；
...【技术特征摘要】
1.一种光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述光伏发电系统的特性包括：光伏发电系统的输出电流、日曝辐电流、散射曝辐电流、直射系数、光伏阵列倾斜面与水平面之间的夹角、地面反射率；
3.根据权利要求2所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述光伏发电系统输出模型为：
4.根据权利要求1所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述电解槽的特性，包括：电解槽的输出电压、电解槽的实际工作电流、电解槽的实际运行温度、电解槽的初始温度、电解槽的电极表面积、电解槽的过电阻系数、电解槽的过电压系数、电解槽的比热容、电解槽的热能量效率以及电解槽的进水口温度；
5.根据权利要求4所述的光-氢耦合系统优化策略生成方法，其特征在于，所述电解槽输出模型为：
6.根据权...
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