电解槽集群控制系统、方法、设备、介质及程序产品与流程

本公开涉及控制，特别涉及一种电解槽集群控制系统、方法、设备、介质及程序产品。

背景技术：

1、风力发电、光伏发电等利用自然界可再生资源生成的能源被称为可再生能源，利用这些可再生能源驱动电解槽集群进行制氢制氧能够获得绿氢、绿氧等零碳排放的清洁化工产物，能够满足日益增长的绿色化工需求。然而，由于风力发电、光伏发电等可再生能源的供应具有周期间歇性、波动性以及不确定性的特点，例如光伏发电受昼夜轮替以及日照天气的影响、风例发电受环境风力条件影响等，导致电解槽集群的接收到的输入供能同样具有波动性。

2、可以理解的是，电解槽集群作为化工反应系统，其中包含有多个电解槽，具有典型的时滞性，耦合性及系统复杂性，导致电解槽集群中各电解槽的动态响应速率较慢，难以满足不同工况条件下的差异化响应需求。特别是在大规模绿氢项目建设过程中，现有的电解槽集群及其控制系统难以响应可再生能源的波动对电解槽集群中各电解槽进行精细化安全生产控制，严重制约了可再生能源大规模发电的经济性利用和消纳效率。

技术实现思路

1、本公开实施例的目的在于提供一种电解槽集群控制系统、方法、设备、介质及程序产品，能够通过对电解槽集群在下一预设周期内的设定运行功率以及电解槽集群中各电解槽的实时运行负荷工况，协同对各电解槽在下一预设周期内的运行进行及时、精细、稳定控制。

2、具体的，本公开的第一方面提供了一种电解槽集群控制系统，其中具体可以包括：运行监控模块，用于基于电解槽集群中各电解槽的实时运行参数，确定各电解槽在当前时刻的运行负荷工况；预测控制模块，用于基于电解槽集群在下一预设周期内的设定运行功率、各电解槽在当前时刻的运行负荷工况以及电解槽集群的模型，确定各电解槽在下一预设周期内的设定运行参数；控制执行模块，用于基于下一预设周期内的设定运行参数，控制各电解槽在下一预设周期内的运行。

3、在上述第一方面的一种可能的实现中，运行监控模块还用于基于实时运行参数，确定各电解槽在当前时刻的动态运行约束条件，动态运行约束条件包括各电解槽的运行功率限制和/或运行功率变化速率限制；预测控制模块还用于基于电解槽集群在下一预设周期内的设定运行功率、各电解槽在当前时刻的运行负荷工况、各电解槽在当前时刻的动态运行约束条件以及电解槽集群的模型，确定各电解槽在下一预设周期内的设定运行参数。

4、在上述第一方面的一种可能的实现中，设定运行参数包括各电解槽在下一预设周期内的设定运行负荷；运行监控模块还用于基于各电解槽在下一预设周期内的设定运行负荷，确定各电解槽在下一预设周期内的安全运行标准；以及运行监控模块还用于在实时运行参数偏离安全运行标准的情况下，生成预警信息。

5、在上述第一方面的一种可能的实现中，控制执行模块还用于基于下一预设周期内的设定运行参数，通过预设的比例积分微分算法，控制各电解槽中的执行装置在下一预设周期内的运行；其中，比例积分微分算法对应的比例积分微分参数基于各电解槽在下一预设周期内的设定运行负荷确定。

6、在上述第一方面的一种可能的实现中，设定运行参数包括各电解槽在下一预设周期内的设定输入电流；控制执行模块还用于基于设定输入电流，确定各电解槽在下一预设周期内的设定电解温度、设定电解液流量、设定电解液液位中的至少一项或任意多项的组合。

7、在上述第一方面的一种可能的实现中，该种电解槽集群控制系统还包括安全联锁模块，用于在各电解槽的实时运行参数偏离预设的安全运行标准的情况下，触发对电解槽集群的安全联锁，以使得电解槽集群恢复安全稳定状态。

8、在上述第一方面的一种可能的实现中，控制执行模块还用于在各电解槽的实时运行参数偏离预设的安全运行标准的情况下，直接控制各电解槽中偏离安全运行标准的部分的运行，以使得电解槽集群恢复安全稳定状态。

9、在上述第一方面的一种可能的实现中，预设周期为分钟级。

10、本公开的第二方面提供了一种电解槽集群控制方法，具体可以包括如下步骤：基于电解槽集群中各电解槽的实时运行参数，确定各电解槽在当前时刻的运行负荷工况；基于电解槽集群在下一预设周期内的设定运行功率、各电解槽在当前时刻的运行负荷工况以及电解槽集群的模型，确定各电解槽在下一预设周期内的设定运行参数；基于下一预设周期内的设定运行参数，控制各电解槽在下一预设周期内的运行。

11、在上述第二方面的一种可能的实现中，电解槽集群基于可再生能源驱动；电解槽集群在下一预设周期内的设定运行功率基于可再生能源在下一预设周期内的预测输出功率确定。

12、本公开的第三方面提供了一种电子设备，具体可以包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行前述第二方面提供的电解槽集群控制方法。

13、本公开的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，存储计算机程序，其中计算机程序被处理器执行时实现前述第二方面提供的电解槽集群控制方法。

14、本公开的第五方面提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实施前述第二方面提供的电解槽集群控制方法。

15、通过本公开提供的技术方案，能够根据电解槽集群在下一预设周期内的设定运行功率以及各电解槽的当前运行负荷工况，通过预设模型精准地确定各电解槽在下一预设周期内的设定运行参数，并基于设定运行参数控制各电解槽在下一预设周期内的运行，其在运行控制中充分考虑电解槽集群整体因可再生能源波动而动态调整的设定运行功率以及电解装置中各电解槽的实时运行负荷工况，能够满足不同负荷工况下差异化的控制响应需求，通过运行情况协同反馈实现各电解槽运行的及时、精细、稳定控制，兼顾各电解槽安全运行与生产效率之间的平衡。

1.一种电解槽集群控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电解槽集群控制系统，其特征在于，所述运行监控模块还用于基于所述实时运行参数，确定所述各电解槽在当前时刻的动态运行约束条件，所述动态运行约束条件包括所述各电解槽的运行功率限制和/或运行功率变化速率限制；

3.根据权利要求1或2所述的电解槽集群控制系统，所述设定运行参数包括所述各电解槽在下一预设周期内的设定运行负荷；

4.根据权利要求3所述的电解槽集群控制系统，其特征在于，所述控制执行模块还用于基于所述下一预设周期内的设定运行参数，通过预设的比例积分微分算法，控制所述各电解槽中的执行装置在下一预设周期内的运行；

5.根据权利要求1所述的电解槽集群控制系统，其特征在于，所述设定运行参数包括所述各电解槽在下一预设周期内的设定输入电流；

6.根据权利要求1所述的电解槽集群控制系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的电解槽集群控制系统，其特征在于，所述控制执行模块还用于在所述各电解槽的实时运行参数偏离预设的安全运行标准的情况下，直接控制所述各电解槽中偏离所述安全运行标准的部分的运行，以使得所述电解槽集群恢复安全稳定状态。

8.根据权利要求1所述的电解槽集群控制系统，其特征在于，所述预设周期为分钟级。

9.一种电解槽集群控制方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的电解槽集群控制方法，其特征在于，所述电解槽集群基于可再生能源驱动；

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

12.一种计算机可读存储介质，存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9或10所述的电解槽集群控制方法。

13.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实施如权利要求9或10所述的电解槽集群控制方法。