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专利号: 2024119084375
申请人: 吉林省隆氢科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种制氢装置控制方法,其特征在于,所述制氢装置控制方法包括如下步骤:获取所述制氢装置的基础信息,基于数字孪生技术,根据所述基础信息构建数字孪生模型;

根据所述数字孪生模型,对多个虚拟制氢电解槽进行运行状态的仿真模拟,分别获取多个所述虚拟制氢电解槽在未来预设时间段内的最优预测功率值;

根据所述数字孪生模型,对多个虚拟制氢电源进行运行状态的仿真模拟,分别获取多个所述虚拟制氢电源在未来预设时间段内的预测输出功率函数;

根据所述预测输出功率函数以及所述最优预测功率值,获取将所述虚拟制氢电源输送至所述虚拟制氢电解槽的功率分配方案;

在所述数字孪生模型中验证所述功率分配方案的可行性,若所述功率分配方案可行,则在未来预设时间段内,执行所述功率分配方案,对目标制氢电源输送至目标制氢电解槽的功率进行调节;

其中,所述制氢装置包括多个目标制氢电解槽以及多个目标制氢电源,所述目标制氢电源通过电源母线与所述目标制氢电解槽电连接;

获取将所述虚拟制氢电源输送至所述虚拟制氢电解槽的功率分配方案的具体方法包括如下步骤:根据所述最优预测功率值获取所述虚拟制氢电解槽的优先等级;

根据所述优先等级以及所述预测输出功率函数对多个所述虚拟制氢电源的输出功率进行功率分配,获取将所述虚拟制氢电源输送至所述虚拟制氢电解槽的功率分配方案;

根据所述最优预测功率值获取所述虚拟制氢电解槽的优先等级的具体方法包括如下步骤:获取 所述 虚 拟制 氢电 解 槽 在过 去预 设时 间 段内 的 运行 风险 指 数;

获取所述虚拟制氢电解槽的寿命指数 ;

根据所述最优预测功率值获取所述虚拟制氢电解槽的制氢效率指数;

联合所述运行风险指数、所述寿命指数以及所述制氢效率指数,获取所述虚拟制氢电解槽的优先等级 ;

其中, 表示过去预设时间段内所述虚拟制氢电解槽的第 次故障时间, 表示过去预设时间段内所述虚拟制氢电解槽连续两次故障之间的最小间隔时间,表示自然常数,表示过去预设时间段内所述虚拟制氢电解槽的故障次数,表示过去预设时间段内所述虚拟制氢电解槽的外部环境影响因子, 表示所述虚拟制氢电解槽的设计使用寿命,表示所述虚拟制氢电解槽的投入运行时间, 、 、 分别表示所述运行风险指数、所述寿命指数以及所述制氢效率指数的调节系数。

2.如权利要求1所述的一种制氢装置控制方法,其特征在于,获取所述虚拟制氢电解槽在未来预设时间段内的最优预测功率值的具体方法包括如下步骤:获取所述虚拟制氢电解槽的功率约束条件 以及工作温度约束条件;

根据制氢优化函数 计算在未来预设时间段内最大制氢量;

在所述数字孪生模型中,往所述虚拟制氢电解槽输入干扰因子,以满足功率约束条件、工作温度约束条件 以及制氢优化函数时所对应的实际制氢功率作为所述最优预测功率值;

其中, 表示虚拟制氢电解槽的最小制氢需求功率, 表示虚拟制氢电解槽的最大制氢需求功率, 表示虚拟制氢电解槽的实际制氢功率, 表示虚拟制氢电解槽的最低运行温度值, 表示虚拟制氢电解槽的最高运行温度值, 表示虚拟制氢电解槽的实际运行温度值, 表示电解槽制氢速率, 表示当前时刻, 表示未来预设时刻,表示制氢电解槽在 时间段的制氢总量。

3.如权利要求2所述的一种制氢装置控制方法,其特征在于,所述电解槽制氢速率;

其中, 表示法拉第效率, 表示电解单元的数量,表示实时电流,表示电解反应中转移的电子数, 表示法拉第常数。

4.如权利要求3所述的一种制氢装置控制方法,其特征在于,在所述数字孪生模型中验证所述功率分配方案的可行性的具体方法包括如下步骤:在所述数字孪生模型中执行所述功率分配方案,判断多个所述虚拟制氢电解槽能否安全运行;

若能安全运行,则判断所述功率分配方案通过验证;

若不能安全运行,则调整多个所述虚拟制氢电解槽的优先等级,根据调整后的所述优先等级以及所述预测输出功率函数对多个所述虚拟制氢电源的输出功率重新进行功率分配,并记录功率分配次数,直至多个所述虚拟制氢电解槽能安全运行或所述功率分配次数达到最大预设次数。

5.一种制氢装置控制系统,其特征在于,所述制氢装置控制系统包括:构建模块,用于获取所述制氢装置的基础信息,基于数字孪生技术,根据所述基础信息构建数字孪生模型;

仿真模拟模块,用于根据所述数字孪生模型,对多个虚拟制氢电解槽进行运行状态的仿真模拟,分别获取多个所述虚拟制氢电解槽在未来预设时间段内的最优预测功率值,以及对多个虚拟制氢电源进行运行状态的仿真模拟,分别获取多个所述虚拟制氢电源在未来预设时间段内的预测输出功率函数;

功率分配模块,用于根据所述预测输出功率函数以及所述最优预测功率值,获取将所述虚拟制氢电源输送至所述虚拟制氢电解槽的功率分配方案;

验证模块,用于在所述数字孪生模型中验证所述功率分配方案的可行性,若所述功率分配方案可行,则在未来预设时间段内,执行所述功率分配方案;

其中,所述制氢装置包括多个目标制氢电解槽以及多个目标制氢电源,所述目标制氢电源通过电源母线与所述目标制氢电解槽电连接;

获取将所述虚拟制氢电源输送至所述虚拟制氢电解槽的功率分配方案的具体方法包括如下步骤:根据所述最优预测功率值获取所述虚拟制氢电解槽的优先等级;

根据所述优先等级以及所述预测输出功率函数对多个所述虚拟制氢电源的输出功率进行功率分配,获取将所述虚拟制氢电源输送至所述虚拟制氢电解槽的功率分配方案;

根据所述最优预测功率值获取所述虚拟制氢电解槽的优先等级的具体方法包括如下步骤:获取 所述 虚 拟制 氢电 解 槽 在过 去预 设时 间 段内 的 运行 风险 指 数;

获取所述虚拟制氢电解槽的寿命指数 ;

根据所述最优预测功率值获取所述虚拟制氢电解槽的制氢效率指数;

联合所述运行风险指数、所述寿命指数以及所述制氢效率指数,获取所述虚拟制氢电解槽的优先等级 ;

其中, 表示过去预设时间段内所述虚拟制氢电解槽的第 次故障时间, 表示过去预设时间段内所述虚拟制氢电解槽连续两次故障之间的最小间隔时间,表示自然常数,表示过去预设时间段内所述虚拟制氢电解槽的故障次数,表示过去预设时间段内所述虚拟制氢电解槽的外部环境影响因子, 表示所述虚拟制氢电解槽的设计使用寿命,表示所述虚拟制氢电解槽的投入运行时间, 、 、 分别表示所述运行风险指数、所述寿命指数以及所述制氢效率指数的调节系数。

6.一种制氢装置控制设备,其特征在于,所述制氢装置控制设备包括:控制器;

存储器,存储有可执行指令;

其中,所述可执行指令可在所述控制器上运行并实现如权利要求1至4任一项所述的制氢装置控制方法。

7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的制氢装置控制方法。