【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业制氢的，具体为基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统。
技术介绍
1、在能源和环保领域中，氢能作为一种清洁和高效的能源载体，具有广泛的应用前景。具体而言，这一技术在工业制氢的领域有着深远的影响。传统的氢气生产方式通常依赖于化石燃料，而基于风光互补的多类耦合制氢系统则通过利用风能和太阳能，将清洁能源直接转化为氢气，实现了氢的清洁生产，这对于解决传统氢气生产过程中碳排放与资源消耗等问题具有重要意义。
2、然而，当前的氢气生产仍然存在一些不足之处。传统的制氢方式往往依赖于能源供应的稳定性，而风光互补系统由于受到天气等自然因素的制约，其能源输出存在波动性，这导致了氢气生产的不稳定性，可能导致供需不匹配，影响生产效率，并且无法根据能源供应的波动性进行灵活调整，影响水电解器的电解效率，甚至是寿命。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，解决了上述
技术介绍
中的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，包括能量源模块、风光协同控制模块、电解制氢数据采集模块、供应波动分析模块、制氢优化模块；
5、所述能量源模块用于实时监测外界环境数据信息对风能和太阳能转化电能的影响，生成第一数据组，并将风能和太阳能产生的电能整合成总电力输出；
6、
7、所述电解制氢数据采集模块用于实时监测与记录电解制氢过程中相关电解状态数据信息，并生成第二数据组，通过将所述第一数据组与所述第二数据组进行汇集，建立能量数据集；
8、所述供应波动分析模块用于将所述能量数据集中相关数据信息进行特征提取，以获取风能输出因子fsyz、光能输出因子gsyz、电流密度dlmd以及电解液浓度djnd，并通过将所述风能输出因子fsyz与所述光能输出因子gsyz相关联，获取能源可用系数nkxs，通过将所述电流密度dlmd与所述电解液浓度djnd相关联，获取电解状态系数ztxs，利用机器学习分析计算，拟合获取供应评估指数gyzs；
9、所述制氢优化模块用于预先设置评估阈值v，并将其与所述供应评估指数gyzs进行对比分析，以获取供应等级报表，根据相应的等级报表，自动调整与控制电解装置内部参数。
10、优选的，所述能量源模块包括风能监测单元和太阳能监测单元；
11、所述第一数据组包括风能环境数据信息和太阳能环境数据信息；
12、所述风能监测单元用于监测风电场周围的风能环境数据信息，其中包括设备高度sbgd、风速值fsz、空气密度kmd以及风速变化频率fbpl；
13、所述太阳能监测单元用于实时监测光伏板周围的太阳能环境数据信息，其中包括日照时数rscz、太阳高度角gdj、云覆盖率yfgz以及日照强度rzqd。
14、优选的，所述风光协同控制模块包括风力发电机控制单元和光伏控制单元；
15、所述风力发电机控制单元用于根据实时风速变化和风机特性，实时监测与调整风力发电机的转速和桨叶角度，并将风能产生的电能整合成总电力输出；
16、所述光伏控制单元用于控制光伏阵列的工作状态，根据光照度和温度调整光伏板角度，并将太阳能产生的电能整合成总电力输出。
17、优选的，所述电解制氢数据采集模块包括极端状态单元和电解池内状态单元；
18、所述极端状态单元用于实时监测水电解器正负极两端的电流密度dlmd、电解液浓度djnd、运行时长yscv以及电解器运行速率yxsl；
19、所述电解池内状态单元用于通过浮子式液位传感器来实时监测电解池内的液位ywz，同时通过温度传感器来监测电解液温度dywd。
20、优选的，所述供应波动分析模块包括能源供电分析单元、水电解分析单元和相关联分析单元；
21、所述能源供电分析单元包括风能子单元和太阳能子单元；
22、所述风能子单元用于依据所述风能环境数据信息，通过将所述风速变化频率fbpl和所述空气密度kmd相关联，并无量纲处理后，获取风能输出因子fsyz，所述风能输出因子fsyz通过以下公式获取：
23、
24、式中，fsz表示为风速值，sbgd表示为设备高度，a1、a2、a3和a4分别表示为风速值fsz、空气密度kmd、风速变化频率fbpl和设备高度sbgd的预设比例系数，a表示为第一修正常数；
25、所述太阳能子单元用于依据太阳能环境数据信息，通过将所述日照强度rzqd和所述云覆盖率yfgz相关联，并无量纲处理后，获取光能输出因子gsyz，所述光能输出因子gsyz通过以下公式获取：
26、
27、式中，gdj表示为太阳高度角，rscz表示为日照时数，b1、b2、b3和b4分别表示为云覆盖率yfgz、日照强度rzqd、太阳高度角gdj和日照时数rscz的预设比例系数，b表示为第二修正常数。
28、优选的，通过将所述光能输出因子gsyz与所述风能输出因子fsyz相关联，并无量纲处理后，获取能源可用系数nkxs，所述能源可用系数nkxs通过以下公式获取：
29、nkxs＝gsyz*α+fsyz*β；
30、式中，α和β分别表示为光能输出因子gsyz和风能输出因子fsyz的预设比例系数。
31、优选的，预先设置阈值e，并将所述能源可用系数nkxs与所述阈值e进行对比分析，以判定当前总电力输出是否正常；
32、若所述能源可用系数nkxs≥所述阈值e时，表示为当前总电力输出处于正常状态；
33、若所述能源可用系数nkxs＜所述阈值e时，表示为当前总电力输出处于非正常状态。
34、优选的，所述水电解分析单元用于依据所述第二数据组，并通过将所述电流密度dlmd与所述电解液浓度djnd相关联，经无量纲处理后，获取电解状态系数ztxs，所述电解状态系数ztxs通过以下公式获取：
35、
36、式中，yscv表示为运行时长，yxsl表示为电解器运行速率，ywz表示为液位，dywd表示为电解液温度，j、t、y、s、f和k分别表示为电解液浓度djnd、电流密度dlmd、运行时长yscv、电解器运行速率yxsl、液位ywz和电解液温度dywd的预设比例系数，c表示为第三修正常数。
37、优选的，所述相关联分析单元用于将所述电解状态系数ztxs与所述能源可用系数nkxs相关联，分析拟合获取供应评估指数gyzs，所述供应评估指数gyzs通过以下公式获取：
38、
39、优选的，根据所述供应评估指数gyzs与所述评估阈值v进行对比分析，以获取供应等级报表，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：包括能量源模块、风光协同控制模块、电解制氢数据采集模块、供应波动分析模块、制氢优化模块；
2.根据权利要求1所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述能量源模块包括风能监测单元和太阳能监测单元；
3.根据权利要求1所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述风光协同控制模块包括风力发电机控制单元和光伏控制单元；
4.根据权利要求2所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述电解制氢数据采集模块包括极端状态单元和电解池内状态单元；
5.根据权利要求4所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述供应波动分析模块包括能源供电分析单元、水电解分析单元和相关联分析单元；
6.根据权利要求5所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：通过将所述光能输出因子Gsyz与所述风能输出因子Fsyz相关联，并无量纲处理后，获取能源可用系数Nkxs，所述能源可用系数N
7.根据权利要求6所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：预先设置阈值E，并将所述能源可用系数Nkxs与所述阈值E进行对比分析，以判定当前总电力输出是否正常；
8.根据权利要求5所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述水电解分析单元用于依据所述第二数据组，并通过将所述电流密度Dlmd与所述电解液浓度Djnd相关联，经无量纲处理后，获取电解状态系数Ztxs，所述电解状态系数Ztxs通过以下公式获取：
9.根据权利要求1所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述相关联分析单元用于将所述电解状态系数Ztxs与所述能源可用系数Nkxs相关联，分析拟合获取供应评估指数Gyzs，所述供应评估指数Gyzs通过以下公式获取：
10.根据权利要求9所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：根据所述供应评估指数Gyzs与所述评估阈值V进行对比分析，以获取供应等级报表，其中具体供应等级报表内容如下：
...【技术特征摘要】
1.基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：包括能量源模块、风光协同控制模块、电解制氢数据采集模块、供应波动分析模块、制氢优化模块；
2.根据权利要求1所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述能量源模块包括风能监测单元和太阳能监测单元；
3.根据权利要求1所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述风光协同控制模块包括风力发电机控制单元和光伏控制单元；
4.根据权利要求2所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述电解制氢数据采集模块包括极端状态单元和电解池内状态单元；
5.根据权利要求4所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：所述供应波动分析模块包括能源供电分析单元、水电解分析单元和相关联分析单元；
6.根据权利要求5所述的基于风光互补的多类耦合制氢系统的优化控制系统，其特征在于：通过将所述光能输出因子gsyz与所述风能输出因子fsyz相关联，并无量纲处理后，获取能源可用系数nkxs，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王徐娇，陈猛，吴曙亮，
申请(专利权)人：苏州金钥匙自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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