制氢系统的温度控制方法及装置、制氢系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制氢系统的温度控制方法及装置、制氢系统。制氢系统的温度控制方法包括：获取温度设定值、电解槽温度、初始流量设定值和冷却循环泵的出口流量；若根据温度设定值、电解槽温度、初始流量设定值和出口流量判断出制氢系统处于温度单扰动状态，则执行温度外环控制过程和流量内环控制过程；其中，温度外环控制过程包括：根据电解槽温度和温度设定值调节初始流量设定值，得到目标流量设定值；流量内环控制过程包括：根据目标流量设定值和出口流量调节流量控制设备的运行参数，以调节冷却循环泵的出口流量，进而调节电解槽温度。本发明专利技术实施例可以减小制氢系统温度控制的滞后现象，提高制氢系统的温度控制精度和电解槽效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
制氢系统的温度控制方法及装置、制氢系统


[0001]本专利技术涉及制氢
，尤其涉及一种制氢系统的温度控制方法及装置、制氢系统。

技术介绍

[0002]电解制氢系统是以水为原料，由电解槽、气体分离器和冷却循环泵等设备构成的用于制取高纯度氢气的系统。其中，电解槽温度直接影响电解效率，电解槽温度过低，会增大电解液电阻，增加电解制氢的电能消耗；电解槽温度过高，会对电解隔膜造成损坏，易造成制氢系统过温停机。因此，热管理对制氢系统至关重要。现有的制氢系统的温度控制方法为根据电解槽温度调节冷却循环泵出口处调节阀开度的单回路控制，由于检测点与控制点距离比较远，冷却循环泵出口流量变化到电解槽温度变化并被温度计识别的时间较长，导致制氢系统的温度控制不及时，存在温控响应滞后现象，影响制氢系统的温度控制精度和电解槽效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种制氢系统的温度控制方法及装置、制氢系统，以减小制氢系统温度控制的滞后现象，提高制氢系统的温度控制精度和电解槽效率。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种制氢系统的温度控制方法，包括：
[0005]获取温度设定值、电解槽温度、初始流量设定值和冷却循环泵的出口流量；
[0006]若根据所述温度设定值、所述电解槽温度、所述初始流量设定值和所述出口流量判断出所述制氢系统处于温度单扰动状态，则执行温度外环控制过程和流量内环控制过程；
[0007]其中，所述温度外环控制过程包括：根据所述电解槽温度和所述温度设定值调节所述初始流量设定值，得到目标流量设定值；所述流量内环控制过程包括：根据所述目标流量设定值和所述出口流量调节流量控制设备的运行参数，以调节所述冷却循环泵的出口流量，进而调节所述电解槽温度。
[0008]可选地，所述温度单扰动状态包括：所述电解槽温度不等于所述温度设定值，且所述出口流量等于所述初始流量设定值。
[0009]可选地，所述制氢系统的温度控制方法，还包括：若根据所述温度设定值、所述电解槽温度、所述初始流量设定值和所述出口流量判断出所述制氢系统处于温度流量双扰动状态，则执行温度外环控制过程，根据所述电解槽温度和所述温度设定值得到第一目标流量设定值；
[0010]判断所述第一目标流量设定值与所述出口流量是否存在偏差；
[0011]若是，则执行所述流量内环控制过程，根据所述第一目标流量设定值和所述出口流量调节所述流量控制设备的运行参数；
[0012]若否，则不执行所述流量内环控制过程。
[0013]可选地，所述温度流量双扰动状态包括：所述电解槽温度不等于所述温度设定值，且所述出口流量不等于所述初始流量设定值。
[0014]可选地，所述制氢系统的温度控制方法，还包括：若根据所述温度设定值、所述电解槽温度、所述初始流量设定值和所述出口流量判断出所述制氢系统处于流量单扰动状态，则执行流量内环控制过程，根据所述初始流量设定值和所述出口流量调节所述流量控制设备的运行参数；
[0015]获取调节后的电解槽温度，并判断调节后的电解槽温度与所述温度设定值之间的偏差是否超过偏差阈值；
[0016]若是，则执行温度外环控制过程，根据调节后的电解槽温度和所述温度设定值得到第二目标流量设定值；并执行流量内环控制过程，根据所述第二目标流量设定值和所述出口流量调节所述流量控制设备的运行参数；
[0017]若否，则继续执行流量内环控制过程，根据所述初始流量设定值和所述出口流量调节所述流量控制设备的运行参数。
[0018]可选地，所述流量单扰动状态包括：所述电解槽温度等于所述温度设定值，且所述出口流量不等于所述初始流量设定值。
[0019]可选地，采用第一采样频率获取所述出口流量，采用第二采样频率获取所述电解槽温度；
[0020]所述第一采样频率大于或等于所述第二采样频率。
[0021]可选地，根据所述电解槽温度和所述温度设定值确定目标流量设定值，包括：
[0022]根据所述电解槽温度和所述温度设定值确定温度偏差；
[0023]根据所述温度偏差，以及温度流量对应关系确定目标流量设定值。
[0024]可选地，根据所述目标流量设定值和所述出口流量调节流量控制设备的运行参数，包括：
[0025]根据所述出口流量和所述目标流量设定值确定流量偏差；
[0026]根据所述流量偏差，以及参数流量对应关系确定所述流量控制设备的运行参数。
[0027]可选地，调节流量控制设备的运行参数包括：
[0028]调节设置于所述冷却循环泵出口处的调节阀的开度。
[0029]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种制氢系统的温度控制装置，包括：
[0030]数据获取模块，用于获取温度设定值、电解槽温度、初始流量设定值和冷却循环泵的出口流量；
[0031]调节模块，用于在根据所述温度设定值、所述电解槽温度、所述初始流量设定值和所述出口流量判断出所述制氢系统处于温度单扰动状态时，执行温度外环控制过程和流量内环控制过程；其中，所述温度外环控制过程包括：根据所述电解槽温度和所述温度设定值调节所述初始流量设定值，得到目标流量设定值；所述流量内环控制过程包括：根据所述目标流量设定值和所述出口流量调节流量控制设备的运行参数，以调节所述冷却循环泵的出口流量，进而调节所述电解槽温度。
[0032]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种制氢系统，包括：电解槽、冷却循环泵、流量控制设备、温度计、流量计和控制设备；所述控制设备分别与所述温度计、所述流量计和所述流量控制设备连接；
[0033]所述温度计用于采集电解槽温度；所述流量计用于采集所述冷却循环泵的出口流量；所述控制设备用于执行如本专利技术任意实施例所提供的制氢系统的温度控制方法。
[0034]本专利技术实施例提供的制氢系统的温度控制方法中，由温度
‑
流量设定值的温度外环，和流量
‑
流量控制设备运行参数的流量内环构成串级控制。内环与外环的输入输出参数都直接相关，可有效减少由温度
‑
运行参数的多级参数转换过程带来的控制误差，提高控制精度。并且，流量内环可直接根据出口流量的变化来调整流量控制设备的运行参数，针对冷却循环泵的流量变化及时做出反应，内外环的调节和反馈通道均有效缩短，可加快流量控制设备的响应速度，减小温度控制的滞后现象，缩短调节过程，减小被控变量超调量，改善被控对象的动态特性，减小动态偏差。同时，由于流量控制设备的响应速度加快，电解槽温度的超调量减小，可以有效减少温度调节过程的能耗，以及减小由于电解槽温度偏移量过大造成的能耗和电解效率损失。因此，相比于现有技术，本专利技术实施例可以减小制氢系统温度控制的滞后现象，提高制氢系统的温度控制精度和电解槽效率。
[0035]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢系统的温度控制方法，其特征在于，包括：获取温度设定值、电解槽温度、初始流量设定值和冷却循环泵的出口流量；若根据所述温度设定值、所述电解槽温度、所述初始流量设定值和所述出口流量判断出所述制氢系统处于温度单扰动状态，则执行温度外环控制过程和流量内环控制过程；其中，所述温度外环控制过程包括：根据所述电解槽温度和所述温度设定值调节所述初始流量设定值，得到目标流量设定值；所述流量内环控制过程包括：根据所述目标流量设定值和所述出口流量调节流量控制设备的运行参数，以调节所述冷却循环泵的出口流量，进而调节所述电解槽温度。2.根据权利要求1所述的制氢系统的温度控制方法，其特征在于，所述温度单扰动状态包括：所述电解槽温度不等于所述温度设定值，且所述出口流量等于所述初始流量设定值。3.根据权利要求1所述的制氢系统的温度控制方法，其特征在于，还包括：若根据所述温度设定值、所述电解槽温度、所述初始流量设定值和所述出口流量判断出所述制氢系统处于温度流量双扰动状态，则执行温度外环控制过程，根据所述电解槽温度和所述温度设定值得到第一目标流量设定值；判断所述第一目标流量设定值与所述出口流量是否存在偏差；若是，则执行所述流量内环控制过程，根据所述第一目标流量设定值和所述出口流量调节所述流量控制设备的运行参数；若否，则不执行所述流量内环控制过程。4.根据权利要求3所述的制氢系统的温度控制方法，其特征在于，所述温度流量双扰动状态包括：所述电解槽温度不等于所述温度设定值，且所述出口流量不等于所述初始流量设定值。5.根据权利要求1所述的制氢系统的温度控制方法，其特征在于，还包括：若根据所述温度设定值、所述电解槽温度、所述初始流量设定值和所述出口流量判断出所述制氢系统处于流量单扰动状态，则执行流量内环控制过程，根据所述初始流量设定值和所述出口流量调节所述流量控制设备的运行参数；获取调节后的电解槽温度，并判断调节后的电解槽温度与所述温度设定值之间的偏差是否超过偏差阈值；若是，则执行温度外环控制过程，根据调节后的电解槽温度和所述温度设定值得到第二目标流量设定值；并执行流量内环控制过程，根据所述第二目标流量设定值和所述出口流量调节所述流量控制设备的运行参数；若否，则继续执行流量内环控制过程，根据所述初始流量设定值和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晨，张苏雯，张功，武运宝，钱亮，
申请(专利权)人：阳光氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：