一种自适应负荷波动的制氢系统控制方法及相关设备技术方案

技术编号:46591294 阅读:2 留言:0更新日期:2025-10-10 21:25
本发明专利技术提供一种自适应负荷波动的制氢系统控制方法及相关设备,包括:实时获取制氢电源的输出电流以及氢氧分离器内外的压差,并根据输出电流计算电解槽负荷变化速率,当电解槽负荷变化速率大于等于预设阈值时根据输出电流,引入时滞补偿因子计算氢氧侧气动薄膜阀的第一开度,并通过执行机构对氢氧侧气动薄膜阀进行前馈控制,以使氢氧侧气动薄膜阀满足第一开度;否则,将压差和电解槽负荷比作为模糊控制器的输入,根据模糊控制器的输出计算氢氧侧气动薄膜阀的第二开度,并通过执行机构对氢氧侧气动薄膜阀进行模糊PID控制,以使氢氧侧气动薄膜阀满足第二开度。本发明专利技术能够提高制氢系统的控制精度,保障制氢系统稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解水系统控制领域,具体是涉及到一种自适应负荷波动的制氢系统控制方法及相关设备


技术介绍

1、随着氢能作为清洁能源的重要性日益提升,可再生能源电解水制氢技术成为实现“双碳”目标的核心路径之一。然而,风电、光伏等新能源的强波动性导致制氢系统频繁面临负荷快速切换的挑战,尤其在多合一集成系统中,电解槽、气液分离器、纯化单元等子系统的动态耦合效应显著,引发系统压力与分离器液位的剧烈波动。由于不同负荷下电解槽产气量不同,气体流速不同,阀门根据系统压力要求、氢氧分离器液位差要求而自动调节开度,然而制氢系统容器、管道、阀门间存在惯性,导致功率快速切换下系统响应不及时,造成压力和液位差的失衡,严重威胁设备安全性与制氢效率。

2、系统电解槽输入功率的切换与各设备间的动态响应形成了复杂的非线性交互关系,也就意味着难以平衡可再生能源的波动性与各设备间的迟滞性。现有技术多通过结构优化或分步控制策略提升稳定性。例如,在气液分离器间增设阻尼比的连通器,通过二阶动态特性抑制液面振荡,但其设计未深入考虑快速负荷波动下压力-液位的瞬态耦合效应。另外,目前大多数制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自适应负荷波动的制氢系统控制方法,所述制氢系统包括制氢电源、电解槽、氢氧分离器以及作用于所述氢氧分离器中氢氧侧气动薄膜阀的执行机构,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的制氢系统控制方法,其特征在于,所述压差为氢氧分离器内部压力与气动薄膜阀后压力的差值。

3.根据权利要求2所述的制氢系统控制方法,其特征在于,所述根据所述输出电流计算电解槽负荷变化速率,包括:

4.根据权利要求3所述的制氢系统控制方法,其特征在于,所述根据所述输出电流,引入时滞补偿因子计算所述氢氧侧气动薄膜阀的第一开度,包括:

5.根据权利要求4所述的制...

【技术特征摘要】

1.一种自适应负荷波动的制氢系统控制方法,所述制氢系统包括制氢电源、电解槽、氢氧分离器以及作用于所述氢氧分离器中氢氧侧气动薄膜阀的执行机构,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的制氢系统控制方法,其特征在于,所述压差为氢氧分离器内部压力与气动薄膜阀后压力的差值。

3.根据权利要求2所述的制氢系统控制方法,其特征在于,所述根据所述输出电流计算电解槽负荷变化速率,包括:

4.根据权利要求3所述的制氢系统控制方法,其特征在于,所述根据所述输出电流,引入时滞补偿因子计算所述氢氧侧气动薄膜阀的第一开度,包括:

5.根据权利要求4所述的制氢系统控制方法,其特征在于,所述第一开度的表达式为:

6.根据权利要求5所述的制氢系统控制方法,其特征在于,所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘嘉文文宇良刘飞夏文杰喻俊程帅朱家华宋革非江晨阳
申请(专利权)人:中车株洲电力机车研究所有限公司
类型:发明
国别省市:

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