电解水制氢的控制方法、装置和计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及电解制氢技术领域，具体而言，涉及一种电解水制氢的控制方法、装置、计算机可读存储介质、处理器和电解水制氢系统。


背景技术：

2.目前，在电解水制氢方法中，传统的风力发电和光伏发电结合碱水电解槽运行时，发电功率具有波动性、随机性和瞬时性，导致电解槽的输入功率存在大幅波动，对于这种波动型功率输入的分配较为简单，当波动型输入功率不大于电解功率时，采用功率调节开关将波动型输入功率直接分配为电解功率，当波动型输入功率大于电解功率时，采用功率调节开关将波动型输入功率分配为电解功率和蓄热功率，电解功率为电解水制氢提供电能，蓄热功率转化为热能为电解水制氢提供温度，或者，通过调整接入电解槽的数量或者小室数量来改变电解槽的输入功率，使得可以较好地适应功率波动，但是这几种方法都无法对未来功率波动进行预测，也无法在输入功率波动到来前主动进行蓄热，仅仅在输入功率波动到来时进行功率分配，使得分配功率时的调节速度较慢，在电解槽温度变化较慢时，无法对功率的快速波动做出响应。
3.现有技术中的一种风电制氢装置中包括制热储热单元，制热储热单元包括制热单元和储热单元，制热单元为电解槽制氢单元的制热模块，储热单元为锅炉水暖系统，或/和，储热单元为固态熔融盐储热系统，这种装置中并未对电解槽的实际工作温度进行调整，导致系统响应特性较慢，系统无法做出快速响应。
4.因此，亟需一种方法，来解决现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题。
5.在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。


技术实现要素：

6.本技术的主要目的在于提供一种电解水制氢的控制方法、装置、计算机可读存储介质、处理器和电解水制氢系统，以解决现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题。
7.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电解水制氢的控制方法，包括：实时获取电解槽的预测功率、所述电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态；根据所述预测功率、所述实际功率和所述蓄电池的所述荷电状态，调整所述电解槽的运行功率；根据所述电解槽的所述运行功率控制所述电解槽运行。
8.可选地，实时获取电解槽的预测功率包括：实时获取所述电解槽的运行参数，根据所述运行参数确定所述电解槽的i
‑
u特性曲线；根据所述电解槽的所述i
‑
u特性曲线，构建所述电解槽的数学模型；实时获取所述电解槽的风光功率预测数据；根据所述数学模型、所
述风光功率预测数据和所述蓄电池的荷电状态，确定是否需要提前增加所述电解槽的温度；根据所述数学模型、所述风光功率预测数据和所述蓄电池的荷电状态，确定所述电解槽的预定功率调节范围。
9.可选地，所述数学模型为第一参数、第二参数、第三参数、第四参数、第五参数和第六参数的关系式，所述第一参数为所述电解槽串联的小室数量，所述第二参数为所述电解槽在化学反应中的自由能，所述第三参数为所述电解槽的电子转移数，所述第四参数为所述电解槽的法拉第常数，所述第五参数为所述电解槽的极板面积，所述第六参数为所述电解槽的电极过电压系数，所述风光功率预测数据至少包括：在第一预定时间段内且时间分辨率在预定时间分辨率的风机预测功率，在所述第一预定时间段内且时间分辨率在所述预定时间分辨率的光伏预测功率，所述蓄电池的荷电状态至少包括：第一荷电状态和第二荷电状态，所述第一荷电状态为所述蓄电池的所述荷电状态大于50％且小于100％的所述荷电状态，所述第二荷电状态为所述蓄电池的所述荷电状态小于等于30％的所述荷电状态，根据所述数学模型、所述风光功率预测数据和所述蓄电池的荷电状态，确定是否需要提前增加所述电解槽的温度，包括：根据所述第一参数、所述第二参数、所述第三参数、所述第四参数、所述第五参数和所述第六参数确定所述电解槽的类型；在满足第一预定条件的情况下，确定需要提前增加所述电解槽的温度，并控制所述电解槽提高运行温度，其中，所述第一预定条件包括：所述电解槽的类型已经确定、所述预测功率和大于等于第一预定值的持续时间大于第二预定时间段、所述蓄电池的荷电状态为所述第一荷电状态；在满足第二预定条件的情况下，确定不需要提前增加所述电解槽的温度，并控制所述电解槽降低运行温度，其中，所述第二预定条件包括：所述电解槽的类型已经确定、所述预测功率和小于等于第二预定值的持续时间大于所述第二预定时间段、所述蓄电池的荷电状态为所述第二荷电状态。
10.可选地，根据所述预测功率、所述实际功率和所述蓄电池的所述荷电状态，调整所述电解槽的运行功率，包括：比较所述预测功率和所述实际功率的大小关系；根据所述大小关系和所述荷电状态，调整所述运行功率。
11.可选地，根据所述大小关系和所述荷电状态，调整所述运行功率，包括：在所述预测功率大于所述实际功率且所述蓄电池的所述荷电状态为第一荷电状态的情况下，调整所述运行功率，所述第一荷电状态为所述蓄电池的所述荷电状态大于50％且小于100％的所述荷电状态；在所述预测功率大于所述实际功率且所述蓄电池的所述荷电状态为第二荷电状态的情况下，将所述运行功率调整为所述实际功率，所述第二荷电状态为所述蓄电池的所述荷电状态小于等于30％的所述荷电状态。
12.可选地，在所述预测功率大于所述实际功率且所述蓄电池的所述荷电状态为第一荷电状态的情况下，调整所述运行功率，包括：实时获取预定功率调节范围，确定所述预测功率是否处于所述预定功率调节范围内；在所述预测功率大于所述电解槽的所述预定功率调节范围的最大功率值的情况下，将所述运行功率调整为预定功率，所述预定功率为所述最大功率值；在所述预测功率处于所述电解槽的所述预定功率调节范围内的情况下，将所述运行功率调整为所述预测功率。
13.可选地，在所述预测功率大于所述实际功率且所述蓄电池的所述荷电状态为第一荷电状态的情况下，调整所述运行功率之后，所述方法还包括：实时获取所述电解槽内的水
的温度；在所述温度等于预定水温的情况下，将所述运行功率调整为所述实际功率。
14.可选地，根据所述大小关系和所述荷电状态，调整所述运行功率，包括：在所述预测功率小于所述实际功率且所述蓄电池的所述荷电状态为第一荷电状态的情况下，将所述运行功率调整为所述实际功率；在所述预测功率小于所述实际功率且所述蓄电池的所述荷电状态为第二荷电状态的情况下，减小所述运行功率。
15.可选地，在根据所述大小关系和所述荷电状态，调整所述运行功率之后，所述方法还包括：存储剩余电能，所述运行功率与所述实际功率的差值对应的电能为所述剩余电能；存储剩余电能包括：将第一部分剩余电能传输至所述蓄电池中，所述第一部分剩余电能为所述剩余电能中的部分电能；在所述蓄电池的所述荷电状态为第三荷电状态的情况下，将第二部分剩余电能传输至辅助电加热模块，所述第三荷电状态为所述蓄电池的所述荷电状态等于100％的荷电状态，所述第一部分剩余电能和所述第二部分剩余电能的和为所述剩余电能，所述第二部分剩余电能小于或等于所述第一部分剩余电能。
16.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电解水制氢的控制装置，包括第一获取单元、第一调整单元和控制单元，第一获取单元用于实时获取电解槽的预测功率、所述电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态；第一调整单元用于根据所述预测功率、所述实际功率和所述蓄电池的所述荷电状态，调整所述电解槽的运行功率；控制单元用于根据所述电解槽的所述运行功率控制所述电解槽运行。
17.根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行任意一种所述的方法。
18.根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的方法。
19.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电解水制氢系统，包括新能源发电模块、可控电源模块、电解槽、蓄电池、辅助电加热模块、碱液循环泵、碱液散热器和控制器，所述新能源发电模块用于为系统提供电能；所述可控电源模块与所述新能源发电模块电连接，所述可控电源模块用于控制电能变换；所述电解槽与所述可控电源模块电连接，所述电解槽用于制氢；蓄电池与所述可控电源模块电连接，用于存储第一部分剩余电能；辅助电加热模块与所述电解槽和所述可控电源模块分别电连接，所述辅助电加热模块用于存储第二部分剩余电能；碱液循环泵与所述电解槽通信连接，所述碱液循环泵用于控制所述电解槽内的水循环流动；碱液散热器与所述碱液循环泵和所述辅助电加热模块分别通信连接，所述碱液散热器用于控制所述系统散热；控制器与所述可控电源模块和所述电解槽分别通信连接，所述控制器包括电解水制氢的控制装置，所述控制装置用于执行任意一种所述的方法。
20.在本发明实施例中，首先获取电解槽的预测功率、电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态，之后可以根据预测功率、实际功率和蓄电池的荷电状态来快捷地调整电解槽的运行功率，最后可以根据电解槽的运行功率控制电解槽运行。该方法中，获取到的电解槽的预测功率可以对电解槽未来功率波动进行预测，进而根据预测功率、电解槽的当前的实际功率和蓄电池的荷电状态，可以快捷地调整电解槽的运行功率，相比现有技术中由于发电功率的波动性、随机性和瞬时性，电解槽在输入功率存在大幅波动时，无法快速地调整电解槽的运行功率，本方案中可以提前调整电解槽的运行功率，这样在发电功率峰值到来时可
以良好消纳瞬时的功率波动，在发电功率低估到来时可以减少电解槽的热损失，本方案可以快速且高效地调整电解槽的运行功率，使得电解槽可以快速响应，从而解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题，进而提高了电解水制氢效率，减小了电解槽的能耗。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
22.图1示出了根据本技术的实施例的一种电解水制氢的控制方法的流程示意图；
23.图2示出了根据本技术的实施例的一种电解水制氢的控制装置的结构示意图；
24.图3示出了根据本技术的实施例的一种电解水制氢系统的结构示意图；
25.图4示出了根据本技术的实施例的另一种电解水制氢的控制方法的流程示意图。
26.其中，上述附图包括以下附图标记：
27.11、新能源发电模块；12、可控电源模块；13、电解槽；14、蓄电池；15、辅助电加热模块；16、碱液循环泵；17、碱液散热器；18、控制器。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
30.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
32.正如背景技术中所说的，现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应，为了解决上述问题，本技术的一种典型的实施方式中，提供了一种电解水制氢的控制方法、装置、计算机可读存储介质、处理器和电解水制氢系统。
33.根据本技术的实施例，提供了一种电解水制氢的控制方法。
34.图1是根据本技术实施例的电解水制氢的控制方法的流程图。如图1所示，该方法
包括以下步骤：
35.步骤s101，实时获取电解槽的预测功率、上述电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态；
36.步骤s102，根据上述预测功率、上述实际功率和上述蓄电池的上述荷电状态，调整上述电解槽的运行功率；
37.步骤s103，根据上述电解槽的上述运行功率控制上述电解槽运行。
38.上述的方法中，首先获取电解槽的预测功率、电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态，之后可以根据预测功率、实际功率和蓄电池的荷电状态来快捷地调整电解槽的运行功率，最后可以根据电解槽的运行功率控制电解槽运行。该方法中，获取到的电解槽的预测功率可以对电解槽未来功率波动进行预测，进而根据预测功率、电解槽的当前的实际功率和蓄电池的荷电状态，可以快捷地调整电解槽的运行功率，相比现有技术中由于发电功率的波动性、随机性和瞬时性，电解槽在输入功率存在大幅波动时，无法快速地调整电解槽的运行功率，本方案中可以提前调整电解槽的运行功率，这样在发电功率峰值到来时可以良好消纳瞬时的功率波动，在发电功率低估到来时可以减少电解槽的热损失，本方案可以快速且高效地调整电解槽的运行功率，使得电解槽可以快速响应，从而解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题，进而提高了电解水制氢效率，减小了电解槽的能耗。
39.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
40.本技术的一种实施例中，实时获取电解槽的预测功率包括：实时获取上述电解槽的运行参数，根据上述运行参数确定上述电解槽的i
‑
u特性曲线；根据上述电解槽的上述i
‑
u特性曲线，构建上述电解槽的数学模型；实时获取上述电解槽的风光功率预测数据；根据上述数学模型、上述风光功率预测数据和上述蓄电池的荷电状态，确定是否需要提前增加上述电解槽的温度；根据上述数学模型、上述风光功率预测数据和上述蓄电池的荷电状态，确定上述电解槽的预定功率调节范围。该实施例中，根据数学模型、风光功率预测数据和蓄电池的荷电状态来确定是否需要提前增加电解槽的温度，进一步地保证可以在发电功率的峰值或者低谷到来之前，提前调整电解槽的运行功率，且该方案中还要确定预定功率调节范围，可以保证电解槽在调整运行功率的过程中，不超过电解槽的预定功率调整范围，避免报警联锁，保证了电解槽调整运行功率过程中的安全。
41.本技术的再一种实施例中，上述数学模型为第一参数、第二参数、第三参数、第四参数、第五参数和第六参数的关系式，上述第一参数为上述电解槽串联的小室数量，上述第二参数为上述电解槽在化学反应中的自由能，上述第三参数为上述电解槽的电子转移数，上述第四参数为上述电解槽的法拉第常数，上述第五参数为上述电解槽的极板面积，上述第六参数为上述电解槽的电极过电压系数，上述风光功率预测数据至少包括：在第一预定时间段内且时间分辨率在预定时间分辨率的风机预测功率，在上述第一预定时间段内且时间分辨率在上述预定时间分辨率的光伏预测功率，上述蓄电池的荷电状态至少包括：第一荷电状态和第二荷电状态，上述第一荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态大于50％且小于100％的上述荷电状态，上述第二荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态小于等于30％
的上述荷电状态，根据上述数学模型、上述风光功率预测数据和上述蓄电池的荷电状态，确定是否需要提前增加上述电解槽的温度，包括：根据上述第一参数、上述第二参数、上述第三参数、上述第四参数、上述第五参数和上述第六参数确定上述电解槽的类型；在满足第一预定条件的情况下，确定需要提前增加上述电解槽的温度，并控制上述电解槽提高运行温度，其中，上述第一预定条件包括：上述电解槽的类型已经确定、上述预测功率和大于等于第一预定值的持续时间大于第二预定时间段、上述蓄电池的荷电状态为上述第一荷电状态；在满足第二预定条件的情况下，确定不需要提前增加上述电解槽的温度，并控制上述电解槽降低运行温度，其中，上述第二预定条件包括：上述电解槽的类型已经确定、上述预测功率和小于等于第二预定值的持续时间大于上述第二预定时间段、上述蓄电池的荷电状态为上述第二荷电状态。该实施例中，可以进一步准确地确定是否需要提前增加电解槽的温度，进一步地保证可以在发电功率的峰值或者低估到来之前，提前调整电解槽的运行功率。
42.需要说明的是，第一预定时间段可以为4小时，还可以为2小时，当然，并不限于这两种，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的第一预定时间段。
43.需要说明的是，第二预定时间段可以为5小时，还可以为1小时，当然，并不限于这两种，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的第二预定时间段。
44.还需要说明的是，预定时间分辨率可以为15分钟，还可以为30分钟，还可以为1小时，当然，并不限于这几种，本领域技术人员还可以根据需要选择合适的预定时间分辨率。
45.一种具体的实施例中，电解槽的数学模型的i
‑
u特性曲线可表示为：
46.其中，其中v
e
表示电解槽的总输入电压，i
el
表示直流电流，n
s
表示电解槽串联的小室数量，δg表示电化学反应中的gibbs自由能，
z
表示电子转移数，f表示法拉第常数，
r1
和
r
为电解槽的欧姆电阻参数，
tel
为电解槽的水温，
acell
表示电解槽的极板面积，s1、s2、s3、
t1
、
t2
和
t3
表示电极过电压系数，结合以上参数，使用最小二乘法求解曲线拟合，获取电解槽的数学模型。
47.本技术的又一种实施例中，根据上述预测功率、上述实际功率和上述蓄电池的上述荷电状态，调整上述电解槽的运行功率，包括：比较上述预测功率和上述实际功率的大小关系；根据上述大小关系和上述荷电状态，调整上述运行功率。该实施例中，根据预测功率和实际功率的大小关系以及荷电状态，可以进一步高效快速地调整运行功率，进一步地保证了电解槽可以快速响应。
48.本技术的另一种实施例中，根据上述大小关系和上述荷电状态，调整上述运行功率，包括：在上述预测功率大于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第一荷电状态的情况下，调整上述运行功率，上述第一荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态大于50％且小于100％的上述荷电状态；在上述预测功率大于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第二荷电状态的情况下，将上述运行功率调整为上述实际功率，上述第二荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态小于等于30％的上述荷电状态。该实施例中，在预测功率大于当前电解槽的实际功率且蓄电池的荷电状态为第一荷电状态时，调整电解槽的功率，这样可以进一步保证在预测的发电功率高峰到来时，电解槽可以快速地调整功率，而不必经历缓慢的升功率运行阶段，在预测功率大于当前电解槽的实际功率且蓄电池的荷电状态为第二荷电状态时，电解槽保持原来的功率运行，在预测的发电功率高峰到来时，电解槽
依然运行在原有升功率的状态，该实施例进一步地保证了可以快速提高电解槽的升功率速度，进一步地解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题。
49.本技术的一种具体的实施例中，在上述预测功率大于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第一荷电状态的情况下，调整上述运行功率，包括：实时获取预定功率调节范围，确定上述预测功率是否处于上述预定功率调节范围内；在上述预测功率大于上述电解槽的上述预定功率调节范围的最大功率值的情况下，将上述运行功率调整为预定功率，上述预定功率为上述最大功率值；在上述预测功率处于上述电解槽的上述预定功率调节范围内的情况下，将上述运行功率调整为上述预测功率。该实施例中，在电解槽调整功率的过程中，在预测功率大于最大功率值时，将运行功率调整为最大功率值，在电解槽的预测功率处于预定功率调节范围内时，直接将运行功率调整为预测功率，该实施例可以进一步地保证电解槽可以在其预定功率调节范围内进行调节运行功率，进一步保证电解槽在调整运行功率的过程中，不超过电解槽的预定功率调整范围，避免报警联锁。
50.本技术的再一种实施例中，在上述预测功率大于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第一荷电状态的情况下，调整上述运行功率之后，上述方法还包括：实时获取上述电解槽内的水的温度；在上述温度等于预定水温的情况下，将上述运行功率调整为上述实际功率。该实施例中，在电解槽内的水的温度等于预定水温时，将电解槽的运行功率调整为原来的实际功率，电解槽继续运行，这样可以保证电解槽在功率调整过程中，避免出现高温损坏的情况，进一步地保证电解槽的安全。
51.本技术的又一种实施例中，根据上述大小关系和上述荷电状态，调整上述运行功率，包括：在上述预测功率小于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第一荷电状态的情况下，将上述运行功率调整为上述实际功率；在上述预测功率小于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第二荷电状态的情况下，减小上述运行功率。该实施例中，在预测功率小于当前电解槽的实际功率且蓄电池的荷电状态为第一荷电状态时，电解槽保持原来的功率运行，在发电功率下降时，电解槽依然运行在原有降功率的状态，在预测功率小于当前电解槽的实际功率且蓄电池的荷电状态为第二荷电状态时，减小电解槽的运行功率，这样可以减小电解槽的损耗，避免功率增加过小导致电解槽动态特性较差的问题，该实施例进一步地解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题。
52.本技术的另一种实施例中，在根据上述大小关系和上述荷电状态，调整上述运行功率之后，上述方法还包括：存储剩余电能，上述运行功率与上述实际功率的差值对应的电能为上述剩余电能；存储剩余电能包括：将第一部分剩余电能传输至上述蓄电池中，上述第一部分剩余电能为上述剩余电能中的部分电能；在上述蓄电池的上述荷电状态为第三荷电状态的情况下，将第二部分剩余电能传输至辅助电加热模块，上述第三荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态等于100％的荷电状态，上述第一部分剩余电能和上述第二部分剩余电能的和为上述剩余电能，上述第二部分剩余电能小于或等于上述第一部分剩余电能。该实施例中，将剩余电能进行存储，可以在下一个发电周期到来时，蓄电池或者辅助电加热模块中的剩余电能可以提前对电解槽进行预测，进一步提高电解槽的升功率速度。
53.一种具体的实施例中，在电解槽初次运行时，需要进行一次完整的调试过程，具体过程可以为：控制辅助电解槽模块加热水的温度，将水的温度控制在15℃，保持水温恒定，电解槽电源工作在恒流模式，从0a持续调整至最大电流，并记录对应的电压数据，随后将水
温调整至25℃，重复将电流从0a持续调整至最大电流，并记录对应的电压数据，以此将水的温度调整至35℃、45℃、55℃、65℃和电解槽的标准运行温度。
54.本技术实施例还提供了一种电解水制氢的控制装置，需要说明的是，本技术实施例的电解水制氢的控制装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于电解水制氢的控制方法。以下对本技术实施例提供的电解水制氢的控制装置进行介绍。
55.图2是根据本技术实施例的电解水制氢的控制装置的示意图。如图2所示，该装置包括：
56.第一获取单元10，用于实时获取电解槽的预测功率、上述电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态；
57.第一调整单元20，用于根据上述预测功率、上述实际功率和上述蓄电池的上述荷电状态，调整上述电解槽的运行功率；
58.控制单元30，用于根据上述电解槽的上述运行功率控制上述电解槽运行。
59.上述的装置中，第一获取单元获取电解槽的预测功率、电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态，第一调整单元可以根据预测功率、实际功率和蓄电池的荷电状态来快捷地调整电解槽的运行功率，控制单元可以根据电解槽的运行功率控制电解槽运行。该装置中，获取到的电解槽的预测功率可以对电解槽未来功率波动进行预测，进而根据预测功率、电解槽的当前的实际功率和蓄电池的荷电状态，可以快捷地调整电解槽的运行功率，相比现有技术中由于发电功率的波动性、随机性和瞬时性，电解槽在输入功率存在大幅波动时，无法快速地调整电解槽的运行功率，本方案中可以提前调整电解槽的运行功率，这样在发电功率峰值到来时可以良好消纳瞬时的功率波动，在发电功率低估到来时可以减少电解槽的热损失，本方案可以快速且高效地调整电解槽的运行功率，使得电解槽可以快速响应，从而解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题，进而提高了电解水制氢效率，减小了电解槽的能耗。
60.本技术的一种实施例中，第一获取单元包括第一获取模块、构建模块、第二获取模块、第一确定模块和第二确定模块，第一获取模块用于实时获取上述电解槽的运行参数，根据上述运行参数确定上述电解槽的i
‑
u特性曲线；构建模块用于根据上述电解槽的上述i
‑
u特性曲线，构建上述电解槽的数学模型；第二获取模块用于实时获取上述电解槽的风光功率预测数据；第一确定模块用于根据上述数学模型、上述风光功率预测数据和上述蓄电池的荷电状态，确定是否需要提前增加上述电解槽的温度；第二确定模块用于根据上述数学模型、上述风光功率预测数据和上述蓄电池的荷电状态，确定上述电解槽的预定功率调节范围。该实施例中，根据数学模型、风光功率预测数据和蓄电池的荷电状态来确定是否需要提前增加电解槽的温度，进一步地保证可以在发电功率的峰值或者低谷到来之前，提前调整电解槽的运行功率，且该方案中还要确定预定功率调节范围，可以保证电解槽在调整运行功率的过程中，不超过电解槽的预定功率调整范围，避免报警联锁，保证了电解槽调整运行功率过程中的安全。
61.本技术的再一种实施例中，上述数学模型为第一参数、第二参数、第三参数、第四参数、第五参数和第六参数的关系式，上述第一参数为上述电解槽串联的小室数量，上述第二参数为上述电解槽在化学反应中的自由能，上述第三参数为上述电解槽的电子转移数，上述第四参数为上述电解槽的法拉第常数，上述第五参数为上述电解槽的极板面积，上述
第六参数为上述电解槽的电极过电压系数，上述风光功率预测数据至少包括：在第一预定时间段内且时间分辨率在预定时间分辨率的风机预测功率，在上述第一预定时间段内且时间分辨率在上述预定时间分辨率的光伏预测功率，上述蓄电池的荷电状态至少包括：第一荷电状态和第二荷电状态，上述第一荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态大于50％且小于100％的上述荷电状态，上述第二荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态小于等于30％的上述荷电状态，第一确定模块包括第一确定子模块、第二确定子模块和第三确定子模块，第一确定子模块用于根据上述第一参数、上述第二参数、上述第三参数、上述第四参数、上述第五参数和上述第六参数确定上述电解槽的类型；第二确定子模块用于在满足第一预定条件的情况下，确定需要提前增加上述电解槽的温度，并控制上述电解槽提高运行温度，其中，上述第一预定条件包括：上述电解槽的类型已经确定、上述预测功率和大于等于第一预定值的持续时间大于第二预定时间段、上述蓄电池的荷电状态为上述第一荷电状态；第三确定子模块用于在满足第二预定条件的情况下，确定不需要提前增加上述电解槽的温度，并控制上述电解槽降低运行温度，其中，上述第二预定条件包括：上述电解槽的类型已经确定、上述预测功率和小于等于第二预定值的持续时间大于上述第二预定时间段、上述蓄电池的荷电状态为上述第二荷电状态。该实施例中，可以进一步准确地确定是否需要提前增加电解槽的温度，进一步地保证可以在发电功率的峰值或者低估到来之前，提前调整电解槽的运行功率。
62.需要说明的是，第一预定时间段可以为4小时，还可以为2小时，当然，并不限于这两种，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的第一预定时间段。
63.需要说明的是，第二预定时间段可以为5小时，还可以为1小时，当然，并不限于这两种，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的第二预定时间段。
64.还需要说明的是，预定时间分辨率可以为15分钟，还可以为30分钟，还可以为1小时，当然，并不限于这几种，本领域技术人员还可以根据需要选择合适的预定时间分辨率。
65.一种具体的实施例中，电解槽的数学模型的i
‑
u特性曲线可表示为：
66.其中，其中v
e
表示电解槽的总输入电压，i
el
表示直流电流，n
s
表示电解槽串联的小室数量，δg表示电化学反应中的gibbs自由能，z表示电子转移数，f表示法拉第常数，r1和r为电解槽的欧姆电阻参数，t
el
为电解槽的水温，a
cell
表示电解槽的极板面积，s1、s2、s3、t1、t2和t3表示电极过电压系数，结合以上参数，使用最小二乘法求解曲线拟合，获取电解槽的数学模型。
67.本技术的又一种实施例中，第一调整单元包括比较模块和调整模块，比较模块用于比较上述预测功率和上述实际功率的大小关系；调整模块用于根据上述大小关系和上述荷电状态，调整上述运行功率。该实施例中，根据预测功率和实际功率的大小关系以及荷电状态，可以进一步高效快速地调整运行功率，进一步地保证了电解槽可以快速响应。
68.本技术的另一种实施例中，调整模块包括第一调整子模块和第二调整子模块，第一调整子模块用于在上述预测功率大于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第一荷电状态的情况下，调整上述运行功率，上述第一荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态大于50％且小于100％的上述荷电状态；第二调整子模块用于在上述预测功率大于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第二荷电状态的情况下，将上述运行功率调整为上述实际功率，上述第二荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态小于等于30％的上述荷电
状态。该实施例中，在预测功率大于当前电解槽的实际功率且蓄电池的荷电状态为第一荷电状态时，调整电解槽的功率，这样可以进一步保证在预测的发电功率高峰到来时，电解槽可以快速地调整功率，而不必经历缓慢的升功率运行阶段，在预测功率大于当前电解槽的实际功率且蓄电池的荷电状态为第二荷电状态时，电解槽保持原来的功率运行，在预测的发电功率高峰到来时，电解槽依然运行在原有升功率的状态，该实施例进一步地保证了可以快速提高电解槽的升功率速度，进一步地解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题。
69.本技术的一种具体的实施例中，第一调整子模块包括第四确定子模块，第四确定子模块用于实时获取预定功率调节范围，确定上述预测功率是否处于上述预定功率调节范围内；第一调整子模块还用于在上述预测功率大于上述电解槽的上述预定功率调节范围的最大功率值的情况下，将上述运行功率调整为预定功率，上述预定功率为上述最大功率值；第一调整子模块还用于在上述预测功率处于上述电解槽的上述预定功率调节范围内的情况下，将上述运行功率调整为上述预测功率。该实施例中，在电解槽调整功率的过程中，在预测功率大于最大功率值时，将运行功率调整为最大功率值，在电解槽的预测功率处于预定功率调节范围内时，直接将运行功率调整为预测功率，该实施例可以进一步地保证电解槽可以在其预定功率调节范围内进行调节运行功率，进一步保证电解槽在调整运行功率的过程中，不超过电解槽的预定功率调整范围，避免报警联锁。
70.本技术的再一种实施例中，上述装置还包括第二获取单元和第二调整单元，第二获取单元用于在上述预测功率大于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第一荷电状态的情况下，调整上述运行功率之后，实时获取上述电解槽内的水的温度；第二调整单元用于在上述温度等于预定水温的情况下，将上述运行功率调整为上述实际功率。该实施例中，在电解槽内的水的温度等于预定水温时，将电解槽的运行功率调整为原来的实际功率，电解槽继续运行，这样可以保证电解槽在功率调整过程中，避免出现高温损坏的情况，进一步地保证电解槽的安全。
71.本技术的又一种实施例中，调整模块包括第三调整子模块和减小子模块，第三调整子模块用于在上述预测功率小于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第一荷电状态的情况下，将上述运行功率调整为上述实际功率；减小子模块用于在上述预测功率小于上述实际功率且上述蓄电池的上述荷电状态为第二荷电状态的情况下，减小上述运行功率。该实施例中，在预测功率小于当前电解槽的实际功率且蓄电池的荷电状态为第一荷电状态时，电解槽保持原来的功率运行，在发电功率下降时，电解槽依然运行在原有降功率的状态，在预测功率小于当前电解槽的实际功率且蓄电池的荷电状态为第二荷电状态时，减小电解槽的运行功率，这样可以减小电解槽的损耗，避免功率增加过小导致电解槽动态特性较差的问题，该实施例进一步地解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题。
72.本技术的另一种实施例中，上述装置还包括存储单元，存储单元用于在根据上述大小关系和上述荷电状态，调整上述运行功率之后，存储剩余电能，上述运行功率与上述实际功率的差值对应的电能为上述剩余电能；存储单元包括第一传输模块和第二传输模块，第一传输模块用于将第一部分剩余电能传输至上述蓄电池中，上述第一部分剩余电能为上述剩余电能中的部分电能；第二传输模块用于在上述蓄电池的上述荷电状态为第三荷电状
态的情况下，将第二部分剩余电能传输至辅助电加热模块，上述第三荷电状态为上述蓄电池的上述荷电状态等于100％的荷电状态，上述第一部分剩余电能和上述第二部分剩余电能的和为上述剩余电能，上述第二部分剩余电能小于或等于上述第一部分剩余电能。该实施例中，将剩余电能进行存储，可以在下一个发电周期到来时，蓄电池或者辅助电加热模块中的剩余电能可以提前对电解槽进行预测，进一步提高电解槽的升功率速度。
73.一种具体的实施例中，在电解槽初次运行时，需要进行一次完整的调试过程，具体过程可以为：控制辅助电解槽模块加热水的温度，将水的温度控制在15℃，保持水温恒定，电解槽电源工作在恒流模式，从0a持续调整至最大电流，并记录对应的电压数据，随后将水温调整至25℃，重复将电流从0a持续调整至最大电流，并记录对应的电压数据，以此将水的温度调整至35℃、45℃、55℃、65℃和电解槽的标准运行温度。
74.上述电解水制氢的控制装置包括处理器和存储器，上述第一获取单元、第一调整单元和控制单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
75.处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来快捷地调整电解槽的功率。
76.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
77.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述电解水制氢的控制方法。
78.本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述电解水制氢的控制方法。
79.本发明实施例还提供了一种电解水制氢系统，如图3所示，该系统包括：新能源发电模块11，上述新能源发电模块11用于为系统提供电能；可控电源模块12，上述可控电源模块12与上述新能源发电模块11电连接，上述可控电源模块12用于控制电能变换；电解槽13，上述电解槽13与上述可控电源模块12电连接，上述电解槽13用于制氢；蓄电池14，与上述可控电源模块12电连接，用于存储第一部分剩余电能；辅助电加热模块15，与上述电解槽13和上述可控电源模块12分别电连接，上述辅助电加热模块15用于存储第二部分剩余电能；碱液循环泵16，与上述电解槽13通信连接，上述碱液循环泵16用于控制上述电解槽13内的水循环流动；碱液散热器17，与上述碱液循环泵16和上述辅助电加热模块15分别通信连接，上述碱液散热器17用于控制上述系统散热；控制器18，与上述可控电源模块12和上述电解槽13分别通信连接，上述控制器18包括电解水制氢的控制装置，上述控制装置用于执行任意一种上述的方法。
80.上述的系统中，包括新能源发电模块、可控电源模块、电解槽、蓄电池、辅助电加热模块、碱液循环泵、碱液散热器和控制器，可控电源模块与新能源发电模块电连接，电解槽与可控电源模块电连接，蓄电池与可控电源模块电连接，辅助电加热模块与电解槽和可控电源模块分别电连接，碱液循环泵与电解槽通信连接，碱液散热器与碱液循环泵和辅助电加热模块分别通信连接，控制器包括电解水制氢的控制装置，控制装置用于执行任意一种的电解水制氢的控制方法，该方法中，首先获取电解槽的预测功率、电解槽的实际功率和蓄
电池的荷电状态，之后可以根据预测功率、实际功率和蓄电池的荷电状态来快捷地调整电解槽的运行功率，最后可以根据电解槽的运行功率控制电解槽运行。该系统中，获取到的电解槽的预测功率可以对电解槽未来功率波动进行预测，进而根据预测功率、电解槽的当前的实际功率和蓄电池的荷电状态，可以快捷地调整电解槽的运行功率，相比现有技术中由于发电功率的波动性、随机性和瞬时性，电解槽在输入功率存在大幅波动时，无法快速地调整电解槽的运行功率，本方案中可以提前调整电解槽的运行功率，这样在发电功率峰值到来时可以良好消纳瞬时的功率波动，在发电功率低估到来时可以减少电解槽的热损失，本方案可以快速且高效地调整电解槽的运行功率，使得电解槽可以快速响应，从而解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题，进而提高了电解水制氢效率，减小了电解槽的能耗。
81.为了本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本技术的技术方案和技术效果。
82.实施例
83.如图4所示，首先，判断电解槽是否初次运行；
84.在电解槽为初次运行的情况下，进行电解槽参数自设定，设置非线性曲线拟合电解槽参数，设置升功率调整速率，之后结束调试过程；
85.在电解槽非初次运行的情况下，判断预测功率与当前电解槽的实际功率；
86.在预测功率大于实际功率的情况下，判断蓄电池的荷电状态；
87.在蓄电池的荷电状态为第一荷电状态的情况下，判断是否超出预定功率调节范围，在超出预定功率调节范围的情况下，将运行功率调整为最大功率值，在未超出预定功率调节范围的情况下，将运行功率调整为预测功率；判断水温是否达到预定水温，在达到预定水温的情况下，结束电解槽预热过程，恢复至实际功率运行，在未达到预定水温的情况下，继续提升水温；
88.在蓄电池的荷电状态为第二荷电状态的情况下，结束电解槽预热过程，恢复至实际功率运行；
89.在预测功率小于实际功率的情况下，判断蓄电池的荷电状态；
90.在蓄电池的荷电状态为第一荷电状态的情况下，维持实际功率运行，在蓄电池的荷电状态为第二荷电状态的情况下，减小运行功率，将剩余电能存储至蓄电池。
91.上述的方案中，获取到的电解槽的预测功率可以对电解槽未来功率波动进行预测，进而根据预测功率、电解槽的当前的实际功率和蓄电池的荷电状态，可以快捷地调整电解槽的运行功率，相比现有技术中由于发电功率的波动性、随机性和瞬时性，电解槽在输入功率存在大幅波动时，无法快速地调整电解槽的运行功率，本方案中可以提前调整电解槽的运行功率，这样在发电功率峰值到来时可以良好消纳瞬时的功率波动，在发电功率低估到来时可以减少电解槽的热损失，本方案可以快速且高效地调整电解槽的运行功率，使得电解槽可以快速响应，从而解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题，进而提高了电解水制氢效率，减小了电解槽的能耗。
92.本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
93.步骤s101，实时获取电解槽的预测功率、上述电解槽的实际功率和蓄电池的荷电
状态；
94.步骤s102，根据上述预测功率、上述实际功率和上述蓄电池的上述荷电状态，调整上述电解槽的运行功率；
95.步骤s103，根据上述电解槽的上述运行功率控制上述电解槽运行。
96.本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
97.本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
98.步骤s101，实时获取电解槽的预测功率、上述电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态；
99.步骤s102，根据上述预测功率、上述实际功率和上述蓄电池的上述荷电状态，调整上述电解槽的运行功率；
100.步骤s103，根据上述电解槽的上述运行功率控制上述电解槽运行。
101.在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
102.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
103.上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
104.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
105.上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
106.从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
107.1)、本技术的电解水制氢的控制方法，首先获取电解槽的预测功率、电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态，之后可以根据预测功率、实际功率和蓄电池的荷电状态来快捷地调整电解槽的运行功率，最后可以根据电解槽的运行功率控制电解槽运行。该方法中，获取到的电解槽的预测功率可以对电解槽未来功率波动进行预测，进而根据预测功率、电解
槽的当前的实际功率和蓄电池的荷电状态，可以快捷地调整电解槽的运行功率，相比现有技术中由于发电功率的波动性、随机性和瞬时性，电解槽在输入功率存在大幅波动时，无法快速地调整电解槽的运行功率，本方案中可以提前调整电解槽的运行功率，这样在发电功率峰值到来时可以良好消纳瞬时的功率波动，在发电功率低估到来时可以减少电解槽的热损失，本方案可以快速且高效地调整电解槽的运行功率，使得电解槽可以快速响应，从而解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题，进而提高了电解水制氢效率，减小了电解槽的能耗。
108.2)、本技术的电解水制氢的控制装置，第一获取单元获取电解槽的预测功率、电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态，第一调整单元可以根据预测功率、实际功率和蓄电池的荷电状态来快捷地调整电解槽的运行功率，控制单元可以根据电解槽的运行功率控制电解槽运行。该装置中，获取到的电解槽的预测功率可以对电解槽未来功率波动进行预测，进而根据预测功率、电解槽的当前的实际功率和蓄电池的荷电状态，可以快捷地调整电解槽的运行功率，相比现有技术中由于发电功率的波动性、随机性和瞬时性，电解槽在输入功率存在大幅波动时，无法快速地调整电解槽的运行功率，本方案中可以提前调整电解槽的运行功率，这样在发电功率峰值到来时可以良好消纳瞬时的功率波动，在发电功率低估到来时可以减少电解槽的热损失，本方案可以快速且高效地调整电解槽的运行功率，使得电解槽可以快速响应，从而解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题，进而提高了电解水制氢效率，减小了电解槽的能耗。
109.3)、本技术的电解水制氢系统，该系统包括新能源发电模块、可控电源模块、电解槽、蓄电池、辅助电加热模块、碱液循环泵、碱液散热器和控制器，可控电源模块与新能源发电模块电连接，电解槽与可控电源模块电连接，蓄电池与可控电源模块电连接，辅助电加热模块与电解槽和可控电源模块分别电连接，碱液循环泵与电解槽通信连接，碱液散热器与碱液循环泵和辅助电加热模块分别通信连接，控制器包括电解水制氢的控制装置，控制装置用于执行任意一种的电解水制氢的控制方法，该方法中，首先获取电解槽的预测功率、电解槽的实际功率和蓄电池的荷电状态，之后可以根据预测功率、实际功率和蓄电池的荷电状态来快捷地调整电解槽的运行功率，最后可以根据电解槽的运行功率控制电解槽运行。该系统中，获取到的电解槽的预测功率可以对电解槽未来功率波动进行预测，进而根据预测功率、电解槽的当前的实际功率和蓄电池的荷电状态，可以快捷地调整电解槽的运行功率，相比现有技术中由于发电功率的波动性、随机性和瞬时性，电解槽在输入功率存在大幅波动时，无法快速地调整电解槽的运行功率，本方案中可以提前调整电解槽的运行功率，这样在发电功率峰值到来时可以良好消纳瞬时的功率波动，在发电功率低估到来时可以减少电解槽的热损失，本方案可以快速且高效地调整电解槽的运行功率，使得电解槽可以快速响应，从而解决了现有技术中由于电解槽的功率调整较慢导致无法快速响应的问题，进而提高了电解水制氢效率，减小了电解槽的能耗。
110.以上上述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。