【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及工業制氫的，具體為基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統。
技術介紹
1、在能源和環保領域中，氫能作為一種清潔和高效的能源載體，具有廣泛的應用前景。具體而言，這一技術在工業制氫的領域有著深遠的影響。傳統的氫氣生產方式通常依賴于化石燃料，而基于風光互補的多類耦合制氫系統則通過利用風能和太陽能，將清潔能源直接轉化為氫氣，實現了氫的清潔生產，這對于解決傳統氫氣生產過程中碳排放與資源消耗等問題具有重要意義。
2、然而，當前的氫氣生產仍然存在一些不足之處。傳統的制氫方式往往依賴于能源供應的穩定性，而風光互補系統由于受到天氣等自然因素的制約，其能源輸出存在波動性，這導致了氫氣生產的不穩定性，可能導致供需不匹配，影響生產效率，并且無法根據能源供應的波動性進行靈活調整，影響水電解器的電解效率，甚至是壽命。
技術實現思路
1、(一)解決的技術問題
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，解決了上述
技術介紹
中的問題。
3、(二)技術方案
4、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，包括能量源模塊、風光協同控制模塊、電解制氫數據采集模塊、供應波動分析模塊、制氫優化模塊；
5、所述能量源模塊用于實時監測外界環境數據信息對風能和太陽能轉化電能的影響，生成第一數據組，并將風能和太陽能產生的電能整合成總電力輸出；
6、
7、所述電解制氫數據采集模塊用于實時監測與記錄電解制氫過程中相關電解狀態數據信息，并生成第二數據組，通過將所述第一數據組與所述第二數據組進行匯集，建立能量數據集；
8、所述供應波動分析模塊用于將所述能量數據集中相關數據信息進行特征提取，以獲取風能輸出因子fsyz、光能輸出因子gsyz、電流密度dlmd以及電解液濃度djnd，并通過將所述風能輸出因子fsyz與所述光能輸出因子gsyz相關聯，獲取能源可用系數nkxs，通過將所述電流密度dlmd與所述電解液濃度djnd相關聯，獲取電解狀態系數ztxs，利用機器學習分析計算，擬合獲取供應評估指數gyzs；
9、所述制氫優化模塊用于預先設置評估閾值v，并將其與所述供應評估指數gyzs進行對比分析，以獲取供應等級報表，根據相應的等級報表，自動調整與控制電解裝置內部參數。
10、優選的，所述能量源模塊包括風能監測單元和太陽能監測單元；
11、所述第一數據組包括風能環境數據信息和太陽能環境數據信息；
12、所述風能監測單元用于監測風電場周圍的風能環境數據信息，其中包括設備高度sbgd、風速值fsz、空氣密度kmd以及風速變化頻率fbpl；
13、所述太陽能監測單元用于實時監測光伏板周圍的太陽能環境數據信息，其中包括日照時數rscz、太陽高度角gdj、云覆蓋率yfgz以及日照強度rzqd。
14、優選的，所述風光協同控制模塊包括風力發電機控制單元和光伏控制單元；
15、所述風力發電機控制單元用于根據實時風速變化和風機特性，實時監測與調整風力發電機的轉速和槳葉角度，并將風能產生的電能整合成總電力輸出；
16、所述光伏控制單元用于控制光伏陣列的工作狀態，根據光照度和溫度調整光伏板角度，并將太陽能產生的電能整合成總電力輸出。
17、優選的，所述電解制氫數據采集模塊包括極端狀態單元和電解池內狀態單元；
18、所述極端狀態單元用于實時監測水電解器正負極兩端的電流密度dlmd、電解液濃度djnd、運行時長yscv以及電解器運行速率yxsl；
19、所述電解池內狀態單元用于通過浮子式液位傳感器來實時監測電解池內的液位ywz，同時通過溫度傳感器來監測電解液溫度dywd。
20、優選的，所述供應波動分析模塊包括能源供電分析單元、水電解分析單元和相關聯分析單元；
21、所述能源供電分析單元包括風能子單元和太陽能子單元；
22、所述風能子單元用于依據所述風能環境數據信息，通過將所述風速變化頻率fbpl和所述空氣密度kmd相關聯，并無量綱處理后，獲取風能輸出因子fsyz，所述風能輸出因子fsyz通過以下公式獲取：
23、
24、式中，fsz表示為風速值，sbgd表示為設備高度，a1、a2、a3和a4分別表示為風速值fsz、空氣密度kmd、風速變化頻率fbpl和設備高度sbgd的預設比例系數，a表示為第一修正常數；
25、所述太陽能子單元用于依據太陽能環境數據信息，通過將所述日照強度rzqd和所述云覆蓋率yfgz相關聯，并無量綱處理后，獲取光能輸出因子gsyz，所述光能輸出因子gsyz通過以下公式獲取：
26、
27、式中，gdj表示為太陽高度角，rscz表示為日照時數，b1、b2、b3和b4分別表示為云覆蓋率yfgz、日照強度rzqd、太陽高度角gdj和日照時數rscz的預設比例系數，b表示為第二修正常數。
28、優選的，通過將所述光能輸出因子gsyz與所述風能輸出因子fsyz相關聯，并無量綱處理后，獲取能源可用系數nkxs，所述能源可用系數nkxs通過以下公式獲取：
29、nkxs＝gsyz*α+fsyz*β；
30、式中，α和β分別表示為光能輸出因子gsyz和風能輸出因子fsyz的預設比例系數。
31、優選的，預先設置閾值e，并將所述能源可用系數nkxs與所述閾值e進行對比分析，以判定當前總電力輸出是否正常；
32、若所述能源可用系數nkxs≥所述閾值e時，表示為當前總電力輸出處于正常狀態；
33、若所述能源可用系數nkxs＜所述閾值e時，表示為當前總電力輸出處于非正常狀態。
34、優選的，所述水電解分析單元用于依據所述第二數據組，并通過將所述電流密度dlmd與所述電解液濃度djnd相關聯，經無量綱處理后，獲取電解狀態系數ztxs，所述電解狀態系數ztxs通過以下公式獲取：
35、
36、式中，yscv表示為運行時長，yxsl表示為電解器運行速率，ywz表示為液位，dywd表示為電解液溫度，j、t、y、s、f和k分別表示為電解液濃度djnd、電流密度dlmd、運行時長yscv、電解器運行速率yxsl、液位ywz和電解液溫度dywd的預設比例系數，c表示為第三修正常數。
37、優選的，所述相關聯分析單元用于將所述電解狀態系數ztxs與所述能源可用系數nkxs相關聯，分析擬合獲取供應評估指數gyzs，所述供應評估指數gyzs通過以下公式獲取：
38、
39、優選的，根據所述供應評估指數gyzs與所述評估閾值v進行對比分析，以獲取供應等級報表，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：包括能量源模塊、風光協同控制模塊、電解制氫數據采集模塊、供應波動分析模塊、制氫優化模塊；
2.根據權利要求1所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述能量源模塊包括風能監測單元和太陽能監測單元；
3.根據權利要求1所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述風光協同控制模塊包括風力發電機控制單元和光伏控制單元；
4.根據權利要求2所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述電解制氫數據采集模塊包括極端狀態單元和電解池內狀態單元；
5.根據權利要求4所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述供應波動分析模塊包括能源供電分析單元、水電解分析單元和相關聯分析單元；
6.根據權利要求5所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：通過將所述光能輸出因子Gsyz與所述風能輸出因子Fsyz相關聯，并無量綱處理后，獲取能源可用系數Nkxs，所述能源可用系數N
7.根據權利要求6所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：預先設置閾值E，并將所述能源可用系數Nkxs與所述閾值E進行對比分析，以判定當前總電力輸出是否正常；
8.根據權利要求5所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述水電解分析單元用于依據所述第二數據組，并通過將所述電流密度Dlmd與所述電解液濃度Djnd相關聯，經無量綱處理后，獲取電解狀態系數Ztxs，所述電解狀態系數Ztxs通過以下公式獲取：
9.根據權利要求1所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述相關聯分析單元用于將所述電解狀態系數Ztxs與所述能源可用系數Nkxs相關聯，分析擬合獲取供應評估指數Gyzs，所述供應評估指數Gyzs通過以下公式獲取：
10.根據權利要求9所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：根據所述供應評估指數Gyzs與所述評估閾值V進行對比分析，以獲取供應等級報表，其中具體供應等級報表內容如下：
...【技術特征摘要】
1.基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：包括能量源模塊、風光協同控制模塊、電解制氫數據采集模塊、供應波動分析模塊、制氫優化模塊；
2.根據權利要求1所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述能量源模塊包括風能監測單元和太陽能監測單元；
3.根據權利要求1所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述風光協同控制模塊包括風力發電機控制單元和光伏控制單元；
4.根據權利要求2所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述電解制氫數據采集模塊包括極端狀態單元和電解池內狀態單元；
5.根據權利要求4所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：所述供應波動分析模塊包括能源供電分析單元、水電解分析單元和相關聯分析單元；
6.根據權利要求5所述的基于風光互補的多類耦合制氫系統的優化控制系統，其特征在于：通過將所述光能輸出因子gsyz與所述風能輸出因子fsyz相關聯，并無量綱處理后，獲取能源可用系數nkxs，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王徐嬌，陳猛，吳曙亮，
申請(專利權)人：蘇州金鑰匙自動化設備有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。