1.一种燃料电池运行监测方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:对微电网近期使用燃料电池的频繁程度进行分析,对当前燃料电池的运行负荷进行分析,根据微电网近期使用燃料电池的频繁程度和当前燃料电池的运行负荷对燃料电池存在运行风险的程度进行评估,并将燃料电池存在运行风险的程度分为燃料电池存在运行风险的程度大和燃料电池存在运行风险的程度小;
S2:检测燃料电池中的每个单元的电流均衡情况,对各个单元之间的负载分布的均匀性进行评估;
S3:获取近期燃料电池内的氢气压力数据,对近期燃料电池内的氢气压力数据的波动程度进行分析,对燃料电池的氢气泄漏风险程度进行评估;
S4:对燃料电池运行时的氧气供应是否达到预设要求进行评估,评估燃料电池运行时的氧气供应的能力;
S5:当燃料电池存在运行风险的程度大时,将各个单元之间的负载分布的均匀性、燃料电池的氢气泄漏风险程度以及燃料电池运行时的氧气供应的能力进行综合分析,对燃料电池的运行故障进行预警。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池运行监测方法,其特征在于:在S1中,设定时间区间T1;获取时间区间T1内燃料电池的开启次数,将时间区间T1内燃料电池的开启次数与时间区间T1对应的时间长度的比值标记为电池开启频率;
获取时间区间T1内燃料电池运行的时间长度,将时间区间T1内燃料电池运行的时间长度与时间区间T1对应的时间长度的比值标记为电池运行比;
将电池开启频率和电池运行比去单位处理,将去单位处理后的电池开启频率和电池运行比进行加权求和,计算电池运行频繁指数;
设定时间区间T2;获取在时间区间T2内的燃料电池的功率,计算燃料电池在时间区间T2内的平均功率,将燃料电池在时间区间T2内的平均功率标记为当前负荷值。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池运行监测方法,其特征在于:设定电池运行频繁指数阈值,将电池运行频繁指数与电池运行频繁指数阈值进行比较:当电池运行频繁指数大于电池运行频繁指数阈值,生成运行频繁信号;当电池运行频繁指数小于等于电池运行频繁指数阈值,生成运行频繁正常信号;
设定当前负荷值阈值,将当前负荷值与当前负荷值阈值进行比较:当当前负荷值大于当前负荷值阈值,生成负荷风险信号;当当前负荷值小于等于当前负荷值阈值,生成负荷正常信号;
只要生成运行频繁信号或负荷风险信号的其中之一,生成运行风险监测信号;当生成运行频繁正常信号,且生成负荷正常信号,生成运行风险正常信号。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池运行监测方法,其特征在于:在S2中,测量每个燃料电池中单个单元的电流值;将单个单元的电流值标记为 , 是第 个单元的电流值,为单元的编号;
计算燃料电池中所有单元的电流值的平均值 ,其表达式为: ;
通过对每个单元电流值与所有单元的电流值的平均值的差异进行分析,计算负载均匀指数,其表达式为: ;其中, 为负载均匀指数, 为燃料电池中单元的数量, 均为正整数。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池运行监测方法,其特征在于:在S3中,设定压力监测区间;在压力监测区间内在时间顺序上均匀设置多个监测点,获取每个监测点对应的氢气压力值;
根据压力监测区间内氢气压力值的波动程度进行分析,计算氢压风险指数,其表达式为: ,其中, 分别为氢压风险指数、压力监测区间内第 个监测点对应的氢气压力值以及压力监测区间内第W个监测点对应的氢气压力值,K为压力监测区间内监测点的数量,均为大于1的整数。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池运行监测方法,其特征在于:在S4中,获取实时的燃料电池运行中的氧气输入浓度,获取燃料电池运行中的预设氧气输入浓度;
根据实时的氧气输入浓度和预设氧气输入浓度的差异,计算氧气输入偏差比,氧气输入偏差比为实时的氧气输入浓度和预设氧气输入浓度的偏差值与预设氧气输入浓度的比值。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池运行监测方法,其特征在于:当生成运行风险监测信号,将负载均匀指数、氢压风险指数以及氧气输入偏差比进行归一化处理,将归一化处理后的负载均匀指数、氢压风险指数以及氧气输入偏差比分别赋予预设比例系数,计算燃电运行故障预警系数;
设定燃电运行故障预警阈值;将燃电运行故障预警系数与燃电运行故障预警阈值比较,对燃料电池的运行故障进行预警:当燃电运行故障预警系数大于燃电运行故障预警阈值,生成燃电故障预警信号;
当燃电运行故障预警系数小于等于燃电运行故障预警阈值,生成燃电故障正常信号。
8.一种燃料电池运行监测系统,用于实现权利要求1‑7任一项所述的一种燃料电池运行监测方法,其特征在于:包括风险初步评估模块、负载均匀评估模块、泄漏风险评估模块、氧气供应评估模块以及运行故障预警模块;
风险初步评估模块对微电网近期使用燃料电池的频繁程度进行分析,对当前燃料电池的运行负荷进行分析,根据微电网近期使用燃料电池的频繁程度和当前燃料电池的运行负荷对燃料电池存在运行风险的程度进行评估,并将燃料电池存在运行风险的程度分为燃料电池存在运行风险的程度大和燃料电池存在运行风险的程度小;
负载均匀评估模块检测燃料电池中的每个单元的电流均衡情况,对各个单元之间的负载分布的均匀性进行评估;
泄漏风险评估模块获取近期燃料电池内的氢气压力数据,对近期燃料电池内的氢气压力数据的波动程度进行分析,对燃料电池的氢气泄漏风险程度进行评估;
氧气供应评估模块对燃料电池运行时的氧气供应是否达到预设要求进行评估,评估燃料电池运行时的氧气供应的能力;
当燃料电池存在运行风险的程度大时,运行故障预警模块将各个单元之间的负载分布的均匀性、燃料电池的氢气泄漏风险程度以及燃料电池运行时的氧气供应的能力进行综合分析,对燃料电池的运行故障进行预警。