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一种制氢控制方法及其应用装置与流程

2021-10-30 02:58:00 来源:中国专利 TAG:制氢 及其应用 装置 特别 控制


1.本发明涉及制氢技术领域,特别涉及一种制氢控制方法及其应用装置。


背景技术:

2.为了进一步提高制氢系统的氢气产量,满足用户日益增长的氢气使用需求,现有制氢系统大都设置有多种制氢电源,比如风力发电系统、光伏发电系统、储能系统和交流电网等,通过各种制氢电源的配合为制氢装置供电,进而充分、可控的为制氢装置提供电能,确保制氢过程顺利进行。
3.然而,不同的制氢电源往往对应着不同的供电性能,单纯的控制各制氢电源同时为制氢装置供电,显然难以达到最好的制氢产能。因此,如何合理分配各种制氢电源输出的制氢电能,确保制氢系统的氢气产量满足预期要求,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素:

4.本发明提供一种制氢控制方法及其应用装置,通过调整各制氢电源的制氢预测功率和制氢时长,得到多个制氢方案,以满足预设产氢要求的制氢方案控制制氢系统运行,有效确保制氢系统的氢气产量满足预期要求,解决现有技术的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
6.第一方面,本发明提供一种制氢控制方法,应用于包括多种制氢电源的制氢系统,所述方法包括:
7.获取各所述制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率;
8.其中,所述制氢时间段由目标制氢时间区间划分得到;
9.调整各所述制氢电源以相应制氢预测功率运行的制氢时长,得到多个制氢方案;
10.根据各所述制氢方案中各所述制氢电源对应的制氢预测功率和制氢时长,分别计算各所述制氢方案的氢气产出量;
11.若不存在氢气产出量处于预设产氢范围内的目标制氢方案,调整各所述制氢电源的制氢预测功率,并返回所述获取各所述制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率步骤;
12.若存在氢气产出量处于所述预设产氢范围内的目标制氢方案,按照所述目标制氢方案控制所述制氢系统制氢。
13.可选的,所述根据各所述制氢方案中各所述制氢电源对应的制氢预测功率和制氢时长,分别计算各所述制氢方案的氢气产出量,包括:
14.分别计算各所述制氢方案的制氢贡献值,其中,所述制氢贡献值表征制氢方案的经济性;
15.判断各所述制氢方案中是否存在至少一个制氢贡献值大于预设阈值的候选制氢方案;
16.若否,调整各所述制氢电源的制氢预测功率,并返回所述获取各所述制氢电源在
各制氢时间段的制氢预测功率步骤;
17.若是,将各所述候选制氢方案中制氢贡献值最大的候选制氢方案作为目标制氢方案;
18.计算所述目标制氢方案的氢气产出量。
19.可选的,计算任一所述制氢方案的制氢贡献值的过程,包括:
20.获取各所述制氢电源在各所述制氢时间段的预设权重系数;
21.其中,所述预设权重系数与制氢电源在相应制氢时间段的制氢成本负相关;
22.根据各所述制氢电源在各所述制氢时间段的预设权重系数、制氢预测功率和制氢时长,分别计算所述制氢方案在各所述制氢时间段的制氢贡献子值;
23.将各所述制氢贡献子值之和作为所述制氢方案的制氢贡献值。
24.可选的,所述根据各所述制氢电源在各所述制氢时间段的预设权重系数、制氢预测功率和制氢时长,分别计算所述制氢方案在各所述制氢时间段的制氢贡献子值,包括:
25.针对每一个所述制氢电源,计算所述制氢电源在各所述制氢时间段的预设权重系数、制氢预测功率和制氢时长的乘积,得到相应的第一计算结果;
26.分别计算对应同一个制氢时间段的各第一计算结果之和,得到所述制氢方案在相应的制氢时间段的制氢贡献子值。
27.可选的,所述计算所述目标制氢方案的氢气产出量,包括:
28.获取预设转换效率;
29.计算所述目标制氢方案的制氢总电量;
30.计算所述预设转换效率与所述制氢总电量的乘积,得到所述目标制氢方案的氢气产出量。
31.可选的,所述获取各所述制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率,包括:
32.针对每一个所述制氢电源,执行如下操作:
33.获取所述制氢电源的供能比例和在各所述制氢时间段的可用制氢预测功率;
34.分别计算所述功能比例与各所述制氢时间段的可用制氢预测功率的乘积,得到所述制氢电源在各所述制氢时间段的制氢预测功率。
35.可选的,所述调整各所述制氢电源的制氢预测功率,包括:
36.调整各所述制氢电源的供能比例。
37.可选的,获取任一所述制氢电源在任一所述制氢时间段的可用制氢预测功率的过程,包括:
38.获取所述制氢电源在所述制氢时间段内的预测功率和制氢装置的额定制氢预测功率;
39.将所述预测功率和所述额定制氢预测功率中的较小值,作为所述制氢电源在所述制氢时间段内的可用制氢预测功率。
40.可选的,所述调整各所述制氢电源以相应制氢预测功率运行的制氢时长,得到多个制氢方案,包括:
41.在所述制氢时间段的时长范围内调整各所述制氢电源以相应制氢预测功率运行的制氢时长,得到多个制氢方案。
42.可选的,所述多种制氢电源包括新能源发电系统、储能系统和交流电网;
43.所述获取各所述制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率,包括:
44.获取氢气需求总量,以及所述新能源发电系统的输出功率用于制氢的情况下的氢气预测产量;
45.若所述氢气预测产量小于所述氢气需求总量,获取各所述制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率;
46.若所述氢气预测产量大于等于所述氢气需求总量,控制所述新能源发电系统为制氢装置供电;
47.控制所述储能系统处于充电模式。
48.可选的,所述预设产氢范围基于所述氢气需求总量设置。
49.可选的,所述获取氢气需求总量,以及所述新能源发电系统的输出功率用于制氢的情况下的氢气预测产量,包括:
50.获取所述新能源发电系统在制氢日内的输出功率预测数据和所述制氢系统在所述制氢日内的氢气需求预测数据;
51.根据所述输出功率预测数据确定所述制氢日内的氢气预测产量;
52.根据所述氢气需求预测数据确定所述制氢日内的氢气需求总量。
53.可选的,确定所述目标制氢时间区间的过程,包括:
54.根据所述氢气需求预测数据将所述制氢日划分为多个制氢时间区间;
55.分别将各所述制氢时间区间作为目标制氢时间区间。
56.第二方面,本发明提供一种能量调度装置,包括:存储器和处理器;所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序,以实现本发明第一方面任一项所述的制氢控制方法的步骤。
57.第三方面,本发明提供一种制氢系统,包括:多种制氢电源、制氢装置和本发明第二方面所述的能量调度装置,其中,
58.各所述制氢电源的输出端分别与所述制氢装置的电源端相连;
59.所述能量调度装置分别与各所述制氢电源以及所述制氢装置相连。
60.本发明提供的制氢控制方法,在获取各制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率后,调整各制氢电源以相应制氢预测功率运行的制氢时长,得到多个制氢方案,然后根据各制氢方案中各制氢电源对应的制氢预测功率和制氢时长,分别计算各制氢方案的氢气产出量,如果不存在氢气产出量处于预设产氢范围内的目标制氢方案,则调整各制氢电源的制氢预测功率,并重新制定制氢方案,直至存在氢气产出量处于预设产氢范围内的目标制氢方案,按照目标制氢方案控制制氢系统制氢。本发明提供的制氢控制方法,通过调整各制氢电源的制氢预测功率和制氢时长,得到多个制氢方案,以满足预设产氢要求的制氢方案控制制氢系统运行,有效确保制氢系统的氢气产量满足预期要求,解决现有技术的问题。
附图说明
61.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案,下面将对实施例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,下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例,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。
62.图1是本发明实施例提供的一种制氢控制方法的流程图;
63.图2是本发明实施例述及的各制氢电源的输出功率曲线与可用制氢预测功率曲线的关系示意图;
64.图3是本发明实施例提供的另一种制氢控制方法的流程图;
65.图4是本发明实施例提供的再一种制氢控制方法的流程图;
66.图5是本发明实施例提供的一种能量调度装置的结构框图。
具体实施方式
67.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
68.本发明提供的制氢控制方法,用于对包括多种制氢电源的制氢系统的制氢过程进行控制,调整各制氢电源在制氢过程中输出的制氢预测功率和制氢时长,以确保在一定时间内的氢气产出量满足实际应用需求。本发明提供的制氢控制方法可以应用于能够执行预设控制程序、进行相应数据处理功能的电子设备,该电子设备可以是计算机、掌上电脑,或者数据处理服务器,当然,在某些情况下,也可以应用于网络侧的服务器实现。参见图1,图1是本发明实施例提供的一种制氢控制方法的流程图,本实施例提供的制氢控制方法的流程,可以包括:
69.s100、获取各制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率。
70.如前所述,现有应用中制氢系统的制氢电源主要包括新能源发电系统、储能系统和交流电网,其中,新能源发电系统包括风力发电系统和光伏发电系统,当然,还有可能包括其他类型的制氢电源,此处不再一一列举。考虑到光伏发电系统的供电过程具有明显的周期性,即只有在白天才能输出制氢功率,因此,在本实施例以及后续各个实施例提供的制氢控制方法中,均以一个自然日为周期对制氢过程进行控制,并将进行制氢过程控制的自然日定义为制氢日。
71.进一步的,考虑到实际应用中用户在不同时间段对氢气的需求量是不同的,以公交车的加氢站为例,一般在早晨、中午和傍晚三个时段需要大量的氢气,其余时段对氢气的需求量要明显低于前述三个时段,因此,在实际应用中需要优先保证氢气需求量大的时段的氢气供给。基于此,在实际应用中可以根据氢气需求预测数据对制氢日不同时间段的氢气需求量进行预测,并基于预测结果将制氢日划分为不同的制氢时间区间,并将任一制氢时间区间作为目标制氢时间区间,针对目标制氢时间区间进行制氢过程的控制。而本实施例中述及的制氢时间段,即时由目标制氢时间区间进一步划分得到的。
72.基于上述内容可见,本实施例中述及的各制氢时间段同属于同一个目标制氢时间区间,因此,在时间上是连续的,并非离散的时间段。
73.可选的,对于任意一种制氢电源而言,其在制氢日内的输出功率是可以预测得到的,同时,制氢系统中制氢装置有着确定的额定制氢功率,制氢装置输入的制氢功率不能大于自身的额定制氢功率,由此可知,对于制氢电源而言,其输出功率大于制氢装置额定制氢功率的部分将不能用于氢气生产,因此,在获取制氢电源在上述制氢时间段内的预测功率
和制氢装置的额定制氢预测功率后,需要将制氢电源的预测功率和制氢装置的额定制氢预测功率中的较小值,作为该制氢电源在制氢时间段内的可用制氢预测功率。
74.可选的,参见图2,图2是本发明实施例述及的各制氢电源的输出功率曲线与可用制氢预测功率曲线的关系示意图,根据图2可以看出,各种制氢电源的输出功率具有不同的变化特性,同时,图2中还示出风力发电系统和光伏发电系统共同用于制氢时的功率曲线,可以理解为新能源发电系统的功率曲线,以及交流电网和储能系统共同用于制氢时的功率曲线,其中,新能源发电系统对应的功率曲线中,pmax对应的即制氢装置的最大制氢功率,pmin即制氢装置的最小制氢功率,不论如何分配各制氢电源,总的制氢功率应处于pmin和pmax对应的功率范围内,基于此前提得到的可用制氢功率的曲线则如图2中最右侧曲线所示。
75.需要说明的是,图2中示出的各个功率曲线,都是示意图,在实际应用中以具体的制氢电源的性能为准。
76.而为了调整各种制氢电源在目标制氢时间区间、具体到各个制氢时间段内的制氢功率,本实施例为各种制氢电源设置相应的功能比例,因此,在本步骤中,在各制氢电源的可用制氢预测功率已经确定的情况下,获取各制氢电源在各制氢时间段的可用制氢预测功率,也可以理解为获取制氢电源在各制氢时间段的功能比例,在获取制氢电源的供能比例和在各制氢时间段的可用制氢预测功率后,分别计算功能比例与各制氢时间段的可用制氢预测功率的乘积,即得到制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率。可以想到的是,在任一制氢日首次执行本控制方法时,各制氢电源的功能比例可以使用预设的初始值。
77.需要说明的是,对于上述内容中述及的各种类制氢电源的输出功率预测、制氢系统的氢气需求量预测等过程,均可以基于现有技术实现,本发明对此不做限定。
78.s110、调整各制氢电源以相应制氢预测功率运行的制氢时长,得到多个制氢方案。
79.如前所述,本实施例中述及的目标制氢时间区间是由制氢日划分得到的,进一步的,任一制氢时间段是由目标制氢时间区间划分得到的,由此可见,任一制氢电源的任一制氢时间段内的制氢时长最长即制氢时间段对应的时长,因此,调整各制氢电源以相应制氢预测功率运行的制氢时长时,应在制氢时间段的时长范围内进行调整,每一次调整就得到一个以相应制氢预测功率运行相应制氢时长的制氢方案,遍历所有可能的制氢时长,即可得到多个制氢方案。
80.可选的,在调整制氢时长的过程中,为了减少计算量,提高程序执行效率,可以按照一定步长调整制氢时长,比如以10分钟为步长进行调整。进一步的,各个制氢时间段可以时长相等,也可以时长不等,为了简化调整过程,可以均分目标制氢时间区间,得到时长相等的制氢时间段。当然,也可以制氢日为基准,首先将制氢日划分为多个制氢时间段,然后依据制氢时间区间的具体范围,确定制氢时间区间所包括的制氢时间段的数量。
81.综上所述,本步骤最终得到以相应制氢预测功率输出、运行不同制氢时长的多个制氢方案。
82.s120、根据各制氢方案中各制氢电源对应的制氢预测功率和制氢时长,分别计算各制氢方案的氢气产出量。
83.在经过前述步骤得到多个制氢方案后,即可分别根据各制氢方案中各制氢电源对应的制氢预测功率和制氢时长,计算得到各制氢方案的氢气产出量。根据现有技术可知,制
氢装置吸收电能,并基于电能产生氢气,制氢过程必然不可避免的会存在能量损耗,即制氢系统在生产氢气过程中对应一定的能量转换效率,对于确定的制氢装置而言,该能量转换效率是确定的,因此,在本步骤中,首先需要获取制氢装置的预设转换效率,然后计算各制氢方案对应的制氢总电量,制氢总电量与预设转换效率的乘积,即各制氢方案对应的氢气产出量。
84.s130、判断是否存在氢气产出量处于预设产氢范围内的目标制氢方案,若否,执行s140,若是,执行s150。
85.如前所述,本实施例提供的制氢控制方法的是为了确保氢气产出量满足应用需求,因此,在得到各制氢方案的氢气产出量之后,判断是否存在氢气产出量处于预设产氢范围内的制氢方案,作为目标制氢方案,如果存在,则执行s150,如果不存在,执行s140。
86.可以想到的是,如果氢气产出量处于预设产氢范围内的制氢方案包括多个,则应选择氢气产出量最大的制氢方案作为目标制氢方案。
87.s140、调整各制氢电源的制氢预测功率。
88.如前所述,制氢日内各制氢电源的预测功率是确定的,本方法通过调整功能比例调整各制氢电源用于制氢的功率,因此,在本步骤中,同样通过调整各制氢电源的功能比例达到调整各制氢电源的制氢预测功率,并在完成制氢预测功率的调整后,返回s100。
89.可以想到的是,返回后,s100所获取得到的是各制氢电源调整后的制氢预测功率。
90.s150、按照目标制氢方案控制制氢系统制氢。
91.如果存在氢气产出量处于预设产氢范围内的目标制氢方案,即可按照目标制氢方案中各制氢电源的制氢功率和制氢时长控制相应的制氢电源为制氢装置供电,生成氢气。
92.综上所述,本发明提供的制氢控制方法,通过调整各制氢电源的制氢预测功率和制氢时长,得到多个制氢方案,以满足预设产氢要求的制氢方案控制制氢系统运行,有效确保制氢系统的氢气产量满足预期要求,解决现有技术的问题。
93.基于上述实施例所提供的制氢控制方法的执行过程可以看出,即便是针对确定的制氢功率调整制氢时长,所得的制氢方案也是非常多的,相应的,计算全部制氢方案的氢气产出量将耗费大量时间,不仅严重影响控制效率,还会占用大量的硬件资源。为解决这一问题,在图1所示实施例的基础上,本实施例提供另一种制氢控制方法,其具体的流程可以参见图3所示。需要说明的是,一下内容仅对本实施例区别于图1所示实施例的部分进行展开,其余部分可参见前述内容,此处不再复述。
94.具体的,在调整各制氢电源以相应制氢功率运行的制氢时长,得到多个制氢方案,执行如下步骤:
95.s1201、分别计算各制氢方案的制氢贡献值。
96.首选需要说明的是,在本实施例中,制氢贡献值用于表征制氢方案的经济性,制氢贡献值越高,表明在制备相同氢气的情况下,所需的制氢成本越低,或者说,制氢贡献值越高,表明在相同的制氢成本下,所得氢气的量越大。
97.可选的,为了准确的计算各制氢方案的制氢贡献值,本实施例为各制氢电源在各制氢时间段设置预设权重系数。在本实施例中,制氢电源的权重系数主要与制氢电源的能源容量,比如光伏发电系统、风力发电系统的装机容量,储能系统的储能容量,除了能源容量,还有制氢电源的电能单价以及制氢电源的可获得便利性等条件,在实际应用中,可根据
制氢电源的具体情况设置。需要强调的是,本实施例中述及的预设权重系数是与制氢电源在相应制氢时间段的制氢成本负相关的,即制氢成本越高,相应的预设权重系数越小。
98.可以想到的是,对于确定的制氢系统而言,风力发电系统、光伏发电系统和储能系统的预设权重系数往往是固定的,交流电网由于在不同时段电价会有所变化,因此,交流电网的预设权重系数在不同的制氢时间段内会有所差异。
99.基于上述前提,下面以具体的示例说明制氢贡献值的计算过程:
100.假定制氢系统的制氢电源包括交流电网、储能系统、风力发电系统和光伏发电电网,这四种制氢电源预设权重系数分别标记为k1、k2、k3、k4,其中,如前所述,交流电网在不同制氢时间段的预设权重系数会因为电价变化而变化。
101.将目标制氢时间区间分为n份等时间段,交流电网在该n份制氢时间段对应的预设权重系数分别标记为k
11
、k
12


、k
1n
,把各个制氢时间段的预设权重系数与相应的制氢预测功率相乘,可进一步得到交流电网的制氢功率向量
102.相应的,可得储能系统的制氢功率向量为风力发电系统的制氢功率向量为光伏发电系统的制氢功率向量为
103.n个制氢时间段等长的情况下,交流电网、储能系统、风力发电系统和光伏发电电网在任意一个制氢时间段内的制氢时长可表示为t
1j
、t
2j
、t
3j
、t
4j
,前述调整制氢时长的过程,应该在制氢时间段对应的时长范围内进行,即满足如下规则:
[0104][0105][0106]
其中,j表示第j个制氢时间段;
[0107]
t
z
表示目标制氢时间区间的时长。
[0108]
以矩阵qt表示制氢方案的制氢贡献值,则有如下计算公式:
[0109][0110]
需要说明的是,在上式中,k
ij
的i为1表示交流电网在第j个制氢时间段的预设权重系数,i为2是表示储能系统在各制氢时间段的预设权重系数,i为3表示风力发电系统在各制氢时间段的预设权重系数,i为4表示光伏发电系统在各制氢时间段的预设权重系数;其中p
ij
的i值1、2、3、4分别上述四个制氢电源在第j个制氢时间段的制氢功率。
[0111]
将上述矩阵进行进一步计算,则有:
[0112][0113]
基于上述公式看出,在计算制氢方案的制氢贡献值时,可以首先分别计算制氢方案在各个制氢时间段的制氢贡献子值,即根据各制氢电源在各任一制氢时间段的预设权重系数、制氢预测功率和制氢时长计算得到该制氢贡献子值,具体的,计算制氢电源在各制氢时间段的预设权重系数、制氢预测功率和制氢时长的乘积,得到相应的第一计算结果,以上式为例,k
11
p
11
t
11
即为其中一个第一计算结果,然后分别计算对应同一个制氢时间段的各第一计算结果之和,即得到制氢方案在相应的制氢时间段的制氢贡献子值,仍以上式为例,上式中k
11
p
11
t
11
k2p
21
t
21
k3p
31
t
31
k4p
41
t
41
所得结果即各制氢电源在第一个制氢时间段的制氢贡献子值,进一步求得各制氢电源在各制氢时间段的制氢贡献子值之和,即得到方案的制氢贡献值,具体可以表示为:
[0114]
qt=k
11
p
11
t
11
k2p
21
t
21
k3p
31
t
31
k4p
41
t
41
k
12
p
12
t
12
k2p
22
t
22

[0115]
k3p
32
t
32
k4p
42
t
42
l k
1n
p
1n
t
1n
k2p
2n
t
2n
k3p
3n
t
3n
k4p
4n
t
4n
[0116]
针对各个制氢方案执行上述计算过程,即得到各个制氢方案对应的制氢贡献值。
[0117]
s1202、判断各制氢方案中是否存在至少一个制氢贡献值大于预设阈值的候选制氢方案,若否,执行s1203,若是,执行s1204。
[0118]
在所得各个制氢方案中,依据制氢方案对应的制氢贡献值于预设阈值的大小关系对各个制氢方案进行筛选,如果制氢方案的制氢贡献值大于预设阈值则作为候选制氢方案予以保留,相反的,如果制氢方案的制氢贡献值小于等于预设阈值,则舍弃不用。基于此,如果各制氢方案的制氢贡献值均小于等于预设阈值,则执行s1203,如果存在至少一个制氢贡献值大于预设阈值的候选制氢方案,则执行s1204。
[0119]
需要说明的是,对于预设阈值,可以结合具体的控制精度和实际应用需求设置,本发明对于预设阈值的具体设置不做限定。
[0120]
s1203、调整各制氢电源的制氢预测功率。
[0121]
可选的,s1203的执行过程可参照图1所示实施例中s140实现,此处不再复述,在完成制氢预测功率的调整后,返回s100。
[0122]
s1204、将各候选制氢方案中制氢贡献值最大的候选制氢方案作为目标制氢方案。
[0123]
如果候选制氢方案存在多个,为了获得更好的制氢产量,选择各候选制氢方案中制氢贡献值最大的候选制氢方案作为目标制氢方案。
[0124]
s1205、计算目标制氢方案的氢气产出量。
[0125]
如前所述,制氢装置在制氢过程中对应着预设转换效率,在确定目标制氢方案后,可以首先计算目标制氢方案的制氢供电量,具体的,可以按照如下公式计算:
[0126]
q=p
11
t
11
p
21
t
21
p
31
t
31
p
41
t
41
l p
1n
t
1n
p
2n
t
2n
p
3n
t
3n
p
4n
t
4n
[0127]
在得到制氢总电量后,计算预设转换效率与制氢总电量的乘积,即得到目标制氢方案的氢气产出量。具体可参照如下公式计算:
[0128]
hq=δ(p
11
t
11
p
21
t
21
p
31
t
31
p
41
t
41
l p
1n
t
1n
p
2n
t
2n
p
3n
t
3n
p
4n
t
4n
)
[0129]
可以想到的是,在得到目标制氢方案的氢气产出量之后,s130步骤直接判断目标
制氢方案的氢气产出量是否处于预设产氢范围即可,其余方案则不必再进行氢气产出量的计算以及后续步骤,因而可以有效降低计算量,提高控制效率。对于其余步骤的执行过程可参见图1所示实施例对应内容,此处不再赘述。
[0130]
根据实际运行经验以及发电原理可知,风力发电系统和光伏发电系统的发电过程具有较为明显的波动性,为了充分利用风力发电系统和光伏发电系统输出的电能,在制氢过程中应优先使用二者的电能,当风力发电系统和光伏发电系统输出的电能难以满足制氢要求时,再考虑使用储能系统和交流电网。
[0131]
基于上述理念,参见图4,图4是本发明实施例提供的再一种制氢控制方法的流程图,本实施例提供的制氢控制方法,在利用多种制氢电源进行制氢前,首先判断只利用光伏发电系统和风力发电系统的电能是否能够满足氢气需求,只有在不满足的情况下才会执行图1所示实施例的控制过程,具体的执行流程包括:
[0132]
s1001、获取氢气需求总量,以及新能源发电系统的输出功率用于制氢的情况下的氢气预测产量。
[0133]
如前所述,新能源发电系统主要包括风力发电系统和光伏发电系统,进一步的,基于前述实施例可知,本发明各个实施例提供的制氢控制方法是基于预测数据实现的,具体到本步骤中,首先需要获取风力发电系统和光伏发电系统在制氢日内的输出功率预测数据和制氢系统在制氢日内的氢气需求预测数据,然后,根据输出功率预测数据确定制氢日内的氢气预测产量,并根据氢气需求预测数据确定制氢日内的氢气需求总量。
[0134]
可以想到的是,前述内容中述及的预设产氢范围,可以基于预测得到的氢气需求总量设置。
[0135]
至于输出功率预测数据和氢气需求预测数据的具体获取方法,以及氢气预测产量以及氢气需求总量的具体计算过程,均可以基于现有技术实现,本发明对此不做限定。
[0136]
s1002、判断氢气预测产量是否小于氢气需求总量,若是,执行s1003,若否,执行s1004。
[0137]
得到氢气预测产量和氢气需求总量后,如果氢气预测产量小于氢气需求总量,说明单纯利用光伏发电系统和风力发电系统输出的功率难以满足制氢日的氢气需求,需要同时配合其他制氢电源,比如储能系统和交流电网来完成制氢日的制氢任务;相反的,如果氢气预测产量大于等于氢气需求总量,说明单纯利用光伏发电系统和风力发电系统的输出功率就可以满足制氢需求,不需要其他制氢电源的辅助。
[0138]
s1003、获取各制氢电源在各制氢时间段的制氢预测功率。
[0139]
在需要综合利用光伏发电系统、风力发电系统、储能系统以及交流电网等多种制氢电源进行制氢作业的情况下执行本步骤,对于本步骤的具体执行过程,可以参照图1所示实施例中s100的相应内容,此处不再展开。
[0140]
s1004、控制新能源发电系统为制氢装置供电,并控制储能系统处于充电模式。
[0141]
在利用光伏发电系统和风力发电系统的输出功率就可以满足制氢需求的情况下,控制风力发电系统和光伏发电系统为制氢装置供电,具体的制氢过程可参照现有技术实现,此处不再展开。
[0142]
同时,控制储能系统处于充电模式,可以想到的是,储能系统在整个制氢系统中能够起到多充少补的缓冲池的作用,在光伏发电系统和风力发电系统的输出功率至少可以满
足制氢需求,如果二者的输出功率进一步还有剩余,则可以储存在储能系统中,因此,本步骤中所述及的控制储能系统处于充电模式,仅仅是对储能系统的运行状态的说明,并非指储能系统持续的进行充电,具体的充电过程还要结合光伏发电系统以及风力发电系统的输出功率与制氢装置额定制氢功率之间的大小关系确定,对于此过程具体可以基于现有技术实现,此处不再展开。
[0143]
至于图4中所示的s1003之后的其余步骤的执行过程,均可参照图1所示实施例实现,本实施例不再复述。
[0144]
综上所述,本实施例提供的制氢控制方法,在正式利用多种制氢电源进行制氢作业前,首先对新能源发电系统,即风力发电系统和光伏发电系统的输出功率能否满足制氢需求进行判断,优先利用光伏发电系统和风力发电系统的输出功率制氢,能够有效提高对光伏发电系统和风力发电系统输出电能的利用率,同时,在利用光伏发电系统和风力发电系统的输出功率就可以满足制氢需求的情况下,不再执行利用储能系统和交流电网等系统进行制氢的控制过程,有效提高算法的执行效率,有助于提高控制效率。
[0145]
可选的,参见图5,图5为本发明实施例提供的能量调度装置的结构框图,参见图5所示,可以包括:至少一个处理器100,至少一个通信接口200,至少一个存储器300和至少一个通信总线400;
[0146]
在本发明实施例中,处理器100、通信接口200、存储器300、通信总线400的数量为至少一个,且处理器100、通信接口200、存储器300通过通信总线400完成相互间的通信;显然,图5所示的处理器100、通信接口200、存储器300和通信总线400所示的通信连接示意仅是可选的;
[0147]
可选的,通信接口200可以为通信模块的接口;
[0148]
处理器100可能是一个中央处理器cpu,或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit),或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
[0149]
存储器300,存储有应用程序,可能包含高速ram存储器,也可能还包括非易失性存储器(non

volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
[0150]
其中,处理器100具体用于执行存储器内的应用程序,以实现上述所述的制氢控制方法的任一实施例。
[0151]
可选的,本发明还提供一种制氢系统,包括:多种制氢电源、制氢装置和上述实施例提供的能量调度装置,其中,
[0152]
各制氢电源的输出端分别与制氢装置的电源端相连;
[0153]
能量调度装置分别与各制氢电源以及制氢装置相连。
[0154]
本发明中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
[0155]
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明
技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
再多了解一些

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