【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电解水制氢领域，具体而言，涉及一种新能源电解水制氢系统效率优化控制方法以及装置。
技术介绍
1、电解水制氢系统pem电解槽在冷启动时所需时间为5～10min，时间较长，热启动时仅需要几秒时间。根据其工作状态，可将电解槽分为：正常工作状态，冷待机状态，热待机状态。由于pem电解槽冷启动的速度较慢，难以消纳强波动性的新能源。因此在新能源发电的功率充足时，pem电解槽多数应处于热待机状态；在新能源发电的功率不充足时，pem电解槽多数应处于冷待机状态；对于新能源发电的功率充足时，新能源出力频繁波动，此时难以保证制氢系统的高效运行，需要进行优化控制。
2、因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
3、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供一种新能源电解水制氢系统效率优化控制方法以及装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
2、根据本公开的一个方面，提供一种新能源电解水制氢系统效率优化控制方法，包括：
3、分别建立电解水制氢系统的pem电解槽制氢电源柜、压缩环节的效率模型，基于所述效率模型，建立所述电解水制氢系统的总效率计算公式；
4、基于所述电解水制氢系统的总效率计算公式，建立所述电解水制氢系统的最大制氢效率约束方程；
5、基于所述最大制氢
6、基于所述最优分配策略，生成实现所述电解水制氢系统的制氢单元开启个数的临界启停功率计算公式；
7、基于所述临界启停功率计算公式计算临界启停功率，并基于所述临界启停功率动态控制所述电解水制氢系统的制氢单元启停个数，实现对电解水制氢系统的效率优化控制。
8、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
9、分别建立电解水制氢系统的pem电解槽制氢电源柜、压缩环节的效率模型，基于所述效率模型，建立所述电解水制氢系统的总效率计算公式，基于所述总效率计算公式生成所述电解水制氢系统的效率曲线。
10、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
11、基于所述电解水制氢系统的效率曲线，建立所述电解水制氢系统的最大制氢效率约束方程
12、
13、其中，n为制氢单元个数；为在第t个时段，n个制氢单元的总效率；为在第t个时段，制氢系统待消纳的总功率；为在第t个时段，第i个制氢单元的功率；pi,max为第i个制氢单元的运行功率上限；pi,min为第i个制氢单元的运行功率下限；为在第t个时段，第i个制氢单元的效率；为在第t个时段，第i个制氢单元的启停状态，等于0时，制氢单元处于热待机状态，等于1时，制氢单元处于正常工作状态。
14、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
15、基于所述最大制氢效率约束方程，分析基于所述电解水制氢系统的制氢单元功率与效率最大点的关系下对应的各工况的采用链式分配策略和平均分配策略的最优分配策略。
16、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法中，分析基于所述电解水制氢系统的制氢单元功率与效率最大点的关系下对应的各工况的最优分配策略还包括：
17、分析所述电解水制氢系统的第一制氢单元功率与第二制氢单元功率均小于效率最大点的工况下平均分配策略为最优分配策略；
18、分析所述电解水制氢系统的第一制氢单元功率大于效率最大点、第二制氢单元功率小于效率最大点的工况下平均分配策略为最优分配策略；
19、分析所述电解水制氢系统的第一制氢单元功率小于效率最大点、第二制氢单元功率大于效率最大点的工况下平均分配策略为最优分配策略；
20、分析所述电解水制氢系统的第一制氢单元功率与第二制氢单元功率均大于效率最大点的工况下平均分配策略为最优分配策略。
21、在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
22、基于平均分配策略为最优分配策略，生成实现所述电解水制氢系统的制氢单元开启个数的临界启停功率计算公式
23、
24、其中，ηtotal为所述电解水制氢系统总功率，pi-1,i为开启i-1个制氢单元与i个制氢单元的临界启停功率。
25、在本公开的一个方面，提供一种新能源电解水制氢系统效率优化控制装置，包括：
26、总制氢效率计算模块，用于分别建立电解水制氢系统的pem电解槽制氢电源柜、压缩环节的效率模型，基于所述效率模型，建立所述电解水制氢系统的总效率计算公式；
27、建立约束方程模块，用于基于所述电解水制氢系统的总效率计算公式，建立所述电解水制氢系统的最大制氢效率约束方程；
28、最优分配策略分析模块，用于基于所述最大制氢效率约束方程，分析基于所述电解水制氢系统的制氢单元功率与效率最大点的关系下对应的各工况的最优分配策略；
29、临界启停功率计模块，用于基于所述最优分配策略，生成实现所述电解水制氢系统的制氢单元开启个数的临界启停功率计算公式；
30、效率优化控制模块，用于基于所述临界启停功率计算公式计算临界启停功率，并基于所述临界启停功率动态控制所述电解水制氢系统的制氢单元启停个数，实现对电解水制氢系统的效率优化控制。
31、本公开的示例性实施例中的一种新能源电解水制氢系统效率优化控制方法，分别建立电解水制氢系统的pem电解槽制氢电源柜、压缩环节的效率模型，建立总效率计算公式；建立最大制氢效率约束方程；分析基于制氢单元功率与效率最大点的关系下对应的各工况的最优分配策略；生成实现所述电解水制氢系统的制氢单元开启个数的临界启停功率计算公式；基于所述临界启停功率动态控制所述电解水制氢系统的制氢单元启停个数，实现对电解水制氢系统的效率优化控制。本公开通过临界启停功率逐级启动制氢单元，使制氢单元的效率曲线在较大范围内维持在最高效区间，提升制氢效率的同时，减小电解槽启停次数，延长电解槽使用寿命。
32、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
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1.一种新能源电解水制氢系统效率优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法中，分析基于所述电解水制氢系统的制氢单元功率与效率最大点的关系下对应的各工况的最优分配策略还包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.一种新能源电解水制氢系统效率优化控制装置，其特征在于，所述装置包括：
【技术特征摘要】
1.一种新能源电解水制氢系统效率优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：周京华，章小卫，张贵辰，徐爽，景柳铭，张海峰，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：
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