一种氢能制储用控制方法、装置及电子设备与流程

1.本发明涉及氢能控制技术领域，具体涉及一种氢能制储用控制方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.氢能是指氢和氧进行化学反应释放出的化学能，是一种清洁的二次能源，并且氢能以其能量密度高、低碳环保、适于长期存储的特征，可支撑高比例新能源电网的稳定运行。因此，对氢气储能进行控制，有利于综合利用氢能建设分布式能源供给以及热电供给。
3.相关技术中，通常利用风力发电或光伏发电进行电力系统进行储能发电控制，由于风力发电或光伏发电会受外界自然条件的影响，在发电以及储能的过程中，经常会出现间歇性电能不足或电能过分充足没能及时消纳的问题，因此，基于风力发电或光伏发电进行电力系统的储能发电控制方法无法保障持续供电以及及时快速消纳电能的问题。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的储能发电控制方式无法保障持续供电以及及时快速消纳电能的缺陷，从而本发明实施例提供一种氢能制储用控制方法、装置及电子设备。
5.根据第一方面，本发明实施例提供一种氢能制储用控制方法，包括如下步骤：
6.接收服务器发送的功率控制指令值；确定氢气的当前体积值所属的储氢体积范围值，所述储氢体积范围值包括：第一储氢范围值、第二储氢范围值和第三储氢范围值；获取用于制氢的当前电解功率值和用于氢电转化的当前电源输出功率值；根据所述功率控制指令值和所述当前体积值所属的储氢体积范围值，控制所述当前电解功率值和所述当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使所述当前体积值所属所述第二储氢范围值，其中，所述目标预设条件包括：第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件。
7.在一种实施方式中，本发明实施例中所述的氢能制储用控制方法，还包括如下步骤：
8.若所述服务器未下发所述功率控制指令值，且所述当前体积值所属所述第二储氢范围值时，控制所述当前电解功率值和所述当前电源输出功率值分别等于与其匹配的预设额定功率值或用户输入功率值。
9.在一种实施方式中，本发明实施例中所述的氢能制储用控制方法，所述控制所述当前电解功率值和所述当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使所述当前体积值所属所述第二储氢范围值的步骤还包括：
10.若所述当前体积值所属所述第一储氢范围值时，采用所述第一预设控制条件如下：
11.pt＞0：pe＝pt，pc＝0；
12.pt＜0：pc＝|pt|，pe＝0；
13.pt＝0：pe＝pe_max，pc＝0；
14.其中，所述pt为所述功率控制指令值，所述pe为所述当前电解功率值，所述pc为所述当前电源输出功率值，所述pe_max为最大电解功率值。
15.在一种实施方式中，本发明实施例中所述的氢能制储用控制方法，所述控制所述当前电解功率值和所述当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使所述当前体积值所属所述第二储氢范围值的步骤还包括：
16.若所述当前体积值所属所述第二储氢范围值时，采用所述第二预设控制条件如下：
17.pt＞0：pe_＝pt；pc为与其匹配的预设额定功率值或用户输入功率值；
18.pt＜0：pc＝|pt|；pc为与其匹配的预设额定功率值或用户输入功率值；
19.其中，所述pt为所述功率控制指令值，所述pe为所述当前电解功率值,所述pc为所述当前电源输出功率值。
20.在一种实施方式中，本发明实施例中所述的氢能制储用控制方法，所述控制所述当前电解功率值和所述当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使所述储氢体积范围值所属所述第二储氢范围值的步骤还包括：
21.若所述当前体积值所属所述第三储氢范围值时，采用所述第三预设控制条件如下：
22.pt＞0：pe＝pt，pc＝pc_max；
23.pt≤0：pe＝0，pc＝pc_max；
24.其中，所述pt为所述功率控制指令值，所述pe为所述当前电解功率值，所述pc为所述当前电源输出功率值，所述pc_max为最大电源输出功率值。
25.根据第二方面，本发明实施例提供一种氢能制储用控制装置，包括如下模块：
26.接收模块，用于接收服务器发送的功率控制指令值；确定模块，用于确定氢气的当前体积值所属的储氢体积范围值，所述储氢体积范围值包括：第一储氢范围值、第二储氢范围值和第三储氢范围值；获取模块，用于获取用于制氢的当前电解功率值和用于氢电转化的当前电源输出功率值；第一控制模块，用于根据所述功率控制指令值和所述当前体积值所属的储氢体积范围值，控制所述当前电解功率值和所述当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使所述当前体积值所属所述第二储氢范围值，其中，所述目标预设条件包括：第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件。
27.在一种实施方式中，本发明实施例中所述的氢能制储用控制装置，还包括如下模块：
28.第二控制模块，用于若所述服务器未下发所述功率控制指令值，且所述当前体积值所属所述第二储氢范围值时，控制所述当前电解功率值和所述当前电源输出功率值分别等于与其匹配的预设额定功率值或用户输入功率值。
29.根据第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或第一方面任一项所述的氢能制储用控制方法。
30.根据第四方面，本发明提供一种电子设备，包括：储氢控制系统、存储器和处理器，所述储氢控制系统、所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计
算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一项所述的氢能制储用控制方法。
31.本发明技术方案，具有如下优点：
32.本发明提供一种氢能制储用控制方法、装置及电子设备，其中方法包括：接收服务器发送的功率控制指令值；确定氢气的当前体积值所属的储氢体积范围值，储氢体积范围值包括：第一储氢范围值、第二储氢范围值和第三储氢范围值；获取用于制氢的当前电解功率值和用于氢电转化的当前电源输出功率值；根据功率控制指令值和当前体积值所属的储氢体积范围值，控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件。本发明可以调整当前电解功率值和当前电源输出功率值，以实现能够主动调整储氢容量，可以降低可再生风光能源的波动性，以及为可再生风光能源提供消纳保障或者作为备用电源。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例中氢能制储用控制方法的的流程图；
35.图2为本发明实施例中不同储氢空间的示意图；
36.图3为本发明实施例中氢能制储用控制装置的结构示意图；
37.图4为本发明实施例中电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
42.随着能源供给需求越来越多样化，氢能、光伏太阳能以及风能等均作为清洁能源，在人们日常生活的应用中也越来越广泛。利用是风力发电或光伏发电进行储能控制较为普
及，但是基于风力发电或光伏发电进行电力系统的储能发电控制方法不能长时间维持稳定的供电状态。
43.鉴于此，由于氢能以其能量密度高、低碳环保、适于长期存储的特征，可支撑高比例新能源电网的稳定运行。
44.因此，本发明实施例公开一种氢能制储用控制方法，可以用于储氢控制系统中，该储氢控制系统可以包括储氢控制器和氢电转化控制器，如图1所示，包括如下步骤：
45.步骤s11：接收服务器发送的功率控制指令值。
46.在图1中，首先确认是否接收到服务器下发的功率控制指令值，是执行步骤s11，否，执行下述步骤s15。
47.具体地，服务器可以作为上层调度控制的服务端，与储氢控制系统建立远程通信。该服务器用于向本实施例中的储氢控制系统下发功率控制指令值，该功率控制指令值用于对储氢控制系统进行三个不同阶段的功率控制。这三个不同阶段的控制分别包括：储氢最小备用控制阶段、正常运行控制阶段以及限制储氢控制阶段。
48.例如：令功率控制指令值为pt，pt可以等于0，pt可以大于0，pt还可以小于0。pt＝0可以认为服务器未向储氢控制系统下发功率控制指令值，此时，储氢控制系统不受服务器的控制，可以按照自身控制指令执行操作控制指令。
49.步骤s12：确定氢气的当前体积值所属的储氢体积范围值，储氢体积范围值包括：第一储氢范围值、第二储氢范围值和第三储氢范围值。
50.如图2所示，为储氢体积范围值所包含的三个不同区间值。其中，第一区间值为第一储氢范围值，可以认为氢气量v满足vll＜v≤vl，其作为最小备用区间；第二区间值为第二储氢范围值，可以认为氢气量v满足vl＜v≤vh，其作为正常运行区间；第三区间值为第三储氢范围值，可以认为氢气量满足vh＜v≤vhh，其作为限制制储区间。本实施例中的氢能制储用控制方法通过这三个不同区间执行与其对应的控制手段，以实现能够主动调整储氢容量以及及时消纳电能的问题，进而可以保障持续供电和及时消纳电能的问题。
51.上述中的氢气的当前体积值即为当前氢气量v，进一步依据该v的具体数值确定所属第一区间值、第二区间值还是第三区间值。
52.步骤s13：获取用于制氢的当前电解功率值和用于氢电转化的当前电源输出功率值。
53.此处的用于制氢的当前电解功率值和用于氢电转化的当前电源输出功率值可以通过数据监测装置实时监测获取，该数据监测装置可以是功率传感器。
54.步骤s14：根据功率控制指令值和当前体积值所属的储氢体积范围值，控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前体积值所属第二储氢范围值，其中，目标预设条件包括：第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件。
55.第二储氢范围值为能够保证储氢过程正常运行，在功率控制指令值的控制下，使得当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，进而属于第一储氢范围值或第三储氢范围值的当前体积値属于第二储氢范围值，以保证当前储氢量进入正常运行区间，进而确保正常消纳电能以及正常及时正常发电的目的。
56.在一种实施方式中，本发明实施例中的氢能制储用控制方法，上述控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前体积值所属第二储氢范围值的
步骤s14还包括：
57.若当前体积值所属第一储氢范围值时，采用第一预设控制条件如下：
58.pt＞0：pe＝pt，pc＝0；
59.pt＜0：pc＝|pt|，pe＝0；
60.pt＝0：pe＝pe_max，pc＝0；
61.其中，pt为功率控制指令值，pe为当前电解功率值，pc为当前电源输出功率值，pe_max为最大电解功率值。
62.例如：在图2中，当前氢气量位于vll＜v≤vl区间时，即所属第一储氢范围值时，也即为最小备用区间。在该区间中，控制运行如下，通过调整当前电解功率值、当前电源输出功率值进而使得当前氢气量回到正常区间，确保充足的备用裕度。
63.当pt＞0，可以意味着风光电源输出大于负荷需求，有电解制氢储氢需求；当pt＜0，可以意味着负的需求发电功率，存在燃料电池进行氢电转化的发电需求；pt＝0可以意味着无调度功率控制指令。
64.当pt＞0：pe＝pt，pc＝0；此时存在电解制氢储氢需求，当前电解功率值pe与率控制指令值pt相等，pc＝0，意味着还可以继续制氢储氢，需要在服务器远程控制下继续执行制氢控制，而无需执行氢电转化控制。
65.pt＜0：pc＝|pt|，pe＝0；此时存在燃料电池进行氢电转化的发电需求，当前电源输出功率值pc与功率控制指令值pt的绝对值相等，pe＝0也意味着氢气量还算充足，无需执行制氢控制。
66.pt＝0：pe＝pe_max，pc＝0；此时服务器并未进行远程控制，不存在燃料电池进行氢电转化的发电需求，可以执行自运行控制，令当前电解功率值pe与最大电解功率值pe_max，还可以继续储氢，因此，继续执行制氢控制，确保充足的备用裕度。
67.在另一种实施方式中，上述控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前体积值所属第二储氢范围值的步骤s14还包括：
68.若当前体积值所属第二储氢范围值时，采用第二预设控制条件如下：
69.pt＞0：pe_＝pt；
70.pt＜0：pc＝|pt|；
71.其中，pt为功率控制指令值，pe为当前电解功率值,pc为当前电源输出功率值。
72.例如：在图2中，当前氢气量位于vl＜v≤vh区间时，即所属第二储氢范围值时，也即为正常运行区间。在该区间中，控制运行如下。
73.pt＞0：pe_＝pt；此时也以为着pt≠0，此时存在电解制氢储氢需求，当前电解功率值pe与功率控制指令值pt相等，意味着还可以继续制氢，需要在服务器远程控制下继续执行制氢控制。此时，在制氢的过程中，可以正常通过燃料电池堆进行氢电转化发电。
74.pt＜0：pc＝|pt|；此时存在燃料电池进行氢电转化的发电需求，当前电源输出功率值pc与功率控制指令值pt的绝对值相等，意味着还可以继续进行氢电转化，需要在服务器远程控制下继续执行氢电转化控制。此时，在燃料电池进行氢电转化发电的过程中，可以正常制氢。
75.在另一种实施方式中，上述控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前体积值所属第二储氢范围值的步骤s14还包括：
76.若当前体积值所属第三储氢范围值时，采用第三预设控制条件如下：
77.pt＞0：pe＝pt，pc＝pc_max；
78.pt≤0：pe＝0，pc＝pc_max；
79.其中，pt为功率控制指令值，pe为当前电解功率值，pc为当前电源输出功率值，pc_max为最大电源输出功率值。
80.例如：在图2中，当前氢气量位于vh＜v≤vhh区间时，即所属第三储氢范围值时，也即为限制制储区间。在该区间，控制运行如下：
81.pt＞0：pe＝pt，pc＝pc_max；此时意味着存在电解制氢储氢需求，而且储氢充足，因此，燃料电池堆可以继续执行氢电转化，当前电解功率值pe与功率控制指令值pt相等，当前电源输出功率值pc与最大电源输出功率值相等。通过调整前电解功率值、当前电源输出功率值使得氢气量回到正常区间，保障充足的消纳空间：
82.pt≤0：pe＝0，pc＝pc_max；此时意味着存在燃料电池堆进行氢电转化的发电需求，当前氢气量也充足，可以令当前电源输出功率值pc与最大电源输出功率值pc_max相等，最大程度执行发电操作控制指令，pt＝0时，不存在远程调度控制，可以按照自运行进行发电控制。
83.在一种实施方式中，在图1中，本发明实施例中的氢能制储用控制方法，还包括如下步骤：
84.步骤s15：若服务器未下发功率控制指令值，且当前体积值所属第二储氢范围值时，控制当前电解功率值和当前电源输出功率值分别等于与其匹配的预设额定功率值或用户输入功率值。
85.例如：在图2中，当前氢气量v位于vl＜v≤vh时，即所属第二储氢范围值时，也即为正常运行区间。此时，未接收到服务器下发的功率控制指令值pt，即pt＝0，在该区间中，控制运行如下：无远程控制条件，可通过自运行控制，可控制当前电解功率值与其匹配的预设额定功率值相等，或与用户输入的功率值相等。同理，可控制当前电源输出功率值其匹配的预设功率值相等或用户输入的功率值相等，进而可以保障持续供电和及时正常消纳电能的问题。
86.本发明实施例中的氢能制储用控制方法，根据当前氢气量所属储蓄空间的三个不同储氢范围值，在服务器下发的功率控制指令值的条件下，分别对应执行不同的控制策略以使得当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前氢气量所属第二储氢范围值，可以调整当前电解功率值和当前电源输出功率值，以实现充分控制制氢或氢电转化发电的目的，进而可以保障持续供电和及时消纳电能的效果。
87.基于相同构思，本发明实施例还公开一种氢能制储用控制装置，如图3所示，包括如下模块：
88.接收模块31，用于接收服务器发送的功率控制指令值；
89.确定模块32，用于确定氢气的当前体积值所属的储氢体积范围值，储氢体积范围值包括：第一储氢范围值、第二储氢范围值和第三储氢范围值；
90.获取模块33，用于获取用于制氢的当前电解功率值和用于氢电转化的当前电源输出功率值；
91.第一控制模块34，用于根据功率控制指令值和当前体积值所属的储氢体积范围
值，控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前体积值所属第二储氢范围值，其中，目标预设条件包括：第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件。
92.在一种实施方式中，本发明实施例中的氢能制储用控制装置，在图3中，还包括如下模块：
93.第二控制模块35，用于若服务器未下发功率控制指令值，且当前体积值所属第二储氢范围值时，控制当前电解功率值和当前电源输出功率值分别等于与其匹配的预设额定功率值或用户输入功率值。
94.在一种实施方式中，本发明实施例中的氢能制储用控制装置，第一控制模块34在控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前体积值所属第二储氢范围值还包括：
95.若当前体积值所属第一储氢范围值时，采用第一预设控制条件如下：
96.pt＞0：pe＝pt，pc＝0；
97.pt＜0：pc＝|pt|，pe＝0；
98.pt＝0：pe＝pe_max，pc＝0；
99.其中，pt为功率控制指令值，pe为当前电解功率值，pc为当前电源输出功率值，pe_max为最大电解功率值。
100.在一种实施方式中，本发明实施例中的氢能制储用控制装置，第一控制模块34在控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前体积值所属第二储氢范围值还包括：
101.若当前体积值所属第二储氢范围值时，采用第二预设控制条件如下：
102.pt＞0：pe_＝pt；pc为与其匹配的预设额定功率值或用户输入功率值；
103.pt＜0：pc＝|pt|；pe为与其匹配的预设额定功率值或用户输入功率值；
104.其中，pt为功率控制指令值，pe为当前电解功率值，pc为当前电源输出功率值。
105.在一种实施方式中，第一控制模块34在控制当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前体积值所属第二储氢范围值还包括：
106.若当前体积值所属第三储氢范围值时，采用第三预设控制条件如下：
107.pt＞0：pe＝pt，pc＝pc_max；
108.pt≤0：pe＝0，pc＝pc_max；
109.其中，pt为功率控制指令值，pe为当前电解功率值，pc为当前电源输出功率值，pc_max为最大电源输出功率值。
110.本发明实施例中的氢能制储用控制装置，根据当前氢气量所属储蓄空间的三个不同储氢范围值，在服务器下发的功率控制指令值的条件下，分别对应执行不同的控制策略以使得当前电解功率值和当前电源输出功率值满足目标预设条件，以使当前氢气量所属第二储氢范围值，可以调整当前电解功率值和当前电源输出功率值，以实现充分控制制氢或氢电转化发电的目的，进而达到保障持续供电以及及时快速消纳电能的目的。
111.基于相同构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图4所示，该电子设备可以包括处理器41、存储器42和储氢控制系统43，其分别包括：储氢控制器431和氢电转化控制器432，其中处理器41、存储器42和储氢控制系统43可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
112.处理器41可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器41还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
113.存储器42作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的氢能制储用控制方法。
114.存储器42可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器41所创建的数据等。此外，存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器41。上述网络的实例包括但不限于电网、互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
115.所述一个或者多个模块存储在所述存储器42中，当被所述处理器41执行时，执行如图1所示实施例中的氢能制储用控制方法。
116.上述电子设备具体细节可以对应参阅图1至图3所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
117.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
‑
only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid
‑
state drive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
118.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。