一種制氫電源的評價方法技術

本發明專利技術公開了一種制氫電源的評價方法，包括：

【技術實現步驟摘要】
一種制氫電源的評價方法


[0001]本專利技術涉及氫能源
，特別涉及一種制氫電源的評價方法
。

技術介紹

[0002]氫經濟是一種基于氫氣的能源系統，通過使用水電解來生產燃料電池中用于發電的氫氣
。
電解水一般采用專用的電源，如專利申請號為
202110758417.4
的一種制氫的電源系統
、
制氫的裝置及制氫的方法，該系統包括：脈沖寬度調制整流器和直流
/
直流電路；脈沖寬度調制整流器的輸入側用于連接交流電源，脈沖寬度調制整流器的輸出側連接直流
/
直流電路的輸入側
。
當直流
/
直流電路的輸出電壓與直流
/
直流電路的輸入電壓的差值小于預設電壓時，直流
/
直流電路退出工作，脈沖寬度調制整流器的輸出電壓提供給制氫槽
。
通過專用的電源為電解提供供電，實現制氫的目的
。
[0003]電解水產生氫氣的基礎是電解所需的電源，電源供電可以采用多種供電方式，如太陽能光伏
(PV)
供電或交流電網直接供電等
。
[0004]大功率制氫整流電源一般采用交流
(AC)/
直流
(DC)
結構或
AC/DC/DC
結構
。
前者一般為晶閘管整流器，為傳統方式，功率大；后者為晶閘管或絕緣柵雙極型晶體管整流器，適用于新能源制氫
。
可控整流器的元件為絕緣柵雙極型晶體管，其功率因數連續可調，諧波畸變問題較小，適用于小功率制氫場景
。
晶閘管整流器的核心元件晶閘管是半控型器件，可靠性高，適用于大功率制氫場景，但其開關頻率低，諧波含量高，工作時需要無功補償
。
[0005]制氫電源的輸出性能與制氫的質量相關聯，因此用于制氫的電源是否滿足性能要求十分重要，如果電源性能不符合要求，則會影響氫氣的生產，因此需要對電源的性能進行評價，常規的電源性能的評價僅僅是對電源的輸出電壓
、
電流進行穩定性可靠性測量評價，其不適合于制氫電源
。
現有技術無針對制氫電源提供的性能評價方法
。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種制氫電源的評價方法，用于解決現有技術無針對制氫電源性能的評價方案的缺陷，實現一種準確
、
定量的制氫電源的評價方案
。
[0007]為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種制氫電源的評價方法，包括：
[0008]S1、
獲取制氫電源的多個輸出特性參數；
[0009]S2、
對獲取的多個輸出特性參數賦予權值；
[0010]S3、
基于賦予權值后的多個輸出特性參數求取評價參數
N。
[0011]步驟
S1
中輸出特性參數包括電流紋波
、
電解槽能量效率
、
電解槽轉換效率
、
電壓增益特性一種或多種組合
。
[0012]步驟
S2
包括：
[0013]S21、
定義當前制氫電源的輸出特性個數；
[0014]S22、
基于輸出特性對制氫電源的影響賦予對應的權值
R
，且多個權值
R
之和為
1。
[0015]采用每種輸出特性的加權和作為步驟
S3
中評價參數
N。
[0016]評價參數
N
采用如下公式求取獲得：
[0017][0018]其中
R
i
為第
i
個輸出特性的權重；
D
i
為第
i
個輸出特性；
K
為輸出特性參數的個數
。
[0019]制氫電源的電流波紋和電流波紋率如下：
[0020][0021]式中：
I
cmax
和
I
cmin
分別為電流紋波的最大值和最小值；
I
o
為額定輸出電流；
I
c
為諧振變換器整流橋未經濾波的電流
。
[0022]電解槽能量效率通過如下公式計算：
[0023][0024]式中：
Q
h
為單位時間內產氫消耗的化學能；
Q
ele
為單位時間內電解所需電能；
Q
heat.DJC
為單位時間維持反應溫度外加熱源；為補充水溫度提高到反應溫度所需的熱量
。
[0025]電解槽轉換效率采用如下公式計算：
[0026][0027]其中，
[0028]T
＝
T
′
/253k
[0029]式中：
Q
為析出氫氣體積流量；
p
為析出氫氣壓強；
I
為通過電解槽的電流；
V
為電解槽極間電壓；
n
為氣體的物質的量；
R
為理想氣體常數；
T
為氣體歸一化到
253k
的熱力學溫度；
T
′
為氣體的熱力學溫度；
V
g
為氣體體積
。
[0030]電壓增益特性參數
M
采用如下公式計算：
[0031][0032]式中：
f
n
為歸一化頻率；
K
為電感系數；
Q'
為品質因數；
V
為電解槽極間電壓
。
[0033]本專利技術的優點在于：實現了一種準確
、
定量的制氫電源的評價方案，適用于制氫電源，可以對制氫電源的具體性能進行定量的評價，對于制氫技術的發展起到一定的推動作用，可以對制氫電源進行定量的評價，為制氫電源的選擇和使用提供了基礎參數；且該評價更加合理科學的反映制氫電源的性能
。
在制氫電源中，電流紋波
、
電解槽能量效率
、
電解槽轉換效率
、
電壓增益這幾種特性都是重要的性能指標，但其相對重要性可能會因應用需求而有所不同
。
對于需要高質量氫氣輸出的應用，較小的電流紋波可能更為重要
。
對于追求能
源節約和高效利用的應用，較高的能量效率可能更為重要
。
對于需要高產氫量的應用，如工業規模的氫生產，較高的轉換效率可能更為重要
。
對于需要穩定電壓輸出的應用，如某些電解槽的工作要求，電壓增益特性可能更為重要
。
綜合考慮這些特性，并根據具體應用本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種制氫電源的評價方法，其特征在于：包括：
S1、
獲取制氫電源的多個輸出特性參數；
S2、
對獲取的多個輸出特性參數賦予權值；
S3、
基于賦予權值后的多個輸出特性參數求取評價參數
N。2.
如權利要求1所述的一種制氫電源的評價方法，其特征在于：步驟
S1
中輸出特性參數包括電流紋波
、
電解槽能量效率
、
電解槽轉換效率
、
電壓增益特性一種或多種組合
。3.
如權利要求1所述的一種制氫電源的評價方法，其特征在于：步驟
S2
包括：
S21、
定義當前制氫電源的輸出特性個數；
S22、
基于輸出特性對制氫電源的影響賦予對應的權值
R
，且多個權值
R
之和為
1。4.
如權利要求1所述的一種制氫電源的評價方法，其特征在于：采用每種輸出特性的加權和作為步驟
S3
中評價參數
N。5.
如權利要求4所述的一種氫電源的評價方法，其特征在于：評價參數
N
采用如下公式求取獲得：其中
R
i
為第
i
個輸出特性的權重；
D
i
為第
i
個輸出特性；
K
為輸出特性參數的個數
。6.
如權利要求1?5任一所述的一種氫電源的評價方法，其特征在于：制氫電源的電流波紋和電流波紋率如下：式中：
I
cmax
和
I
cmin
分別為電流紋波的最大值和最...

【專利技術屬性】
技術研發人員：季孟波，李超，滕智楚，陳任峰，王浩，魯成成，吳宏，郭筱，李明明，錢相宜，桂吉祥，張杰，
申請(專利權)人：安徽佑賽科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：