天然气掺氢混气系统的控制方法、装置及存储介质

本发明涉及天然气掺氢混气，尤其涉及一种天然气掺氢混气系统的控制方法、一种天然气掺氢混气系统的控制装置和一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、随着科技的不断发展，人类对能源的需求日益增加，化石能源终将面临枯竭，因此人们不断寻求新能源的开发和利用。氢气作为高能量密度和低排放特性的可再生能源，已被诸多行业视为一种理想能源，对能源转型正在做出重要贡献。天然气在当今世界范围内受到广泛应用，天然气掺氢燃烧能够有效降低二氧化碳和氮氧化物排放，同时对于抑制气候变暖有着积极作用，也是化石能源走向纯氢能源过渡的有效方案。

2、目前的氢气混入天然气的控制策略中，氢气和天然气进入混气罐前进行单回路控制，会出现由于气源压力及混气罐后端压力波动对天然气和氢气的流量造成的影响，使得进入燃烧系统的混合气体不稳定，增加了整个系统的风险，稳定性较差。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种天然气掺氢混气系统的控制方法、装置及存储介质，在系统压力波动时，通过检测氢气回路的气源压力，在氢气回路的气源压力处于对应的预设压力区间的情况下，获取氢气回路的氢气流量，并根据氢气流量所处的流量区间对氢气流量进行调整，以使混气装置中天然气体积浓度和氢气体积浓度的比值达到目标设定值。如此，实现了天然气和氢气配比的智能动态控制，减小系统的内部干扰，提升了系统的控制精度、安全性和经济性。

2、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种天然气掺氢混气系统的控制方法，系统包括：天然气回路、氢气回路和混气装置，混气装置被配置为将天然气回路中注入的天然气和氢气回路中注入的氢气混合，方法包括：在混气装置中天然气体积浓度和氢气体积浓度的比值未达到目标设定值的情况下，检测氢气回路的气源压力；在氢气回路的气源压力处于对应的预设压力区间的情况下，获取氢气回路的氢气流量；根据氢气流量所处的流量区间对氢气流量进行调整，以使混气装置中天然气体积浓度和氢气体积浓度的比值达到目标设定值。

3、根据本发明的一个实施例，在天然气流量发生变化的情况下，上述的控制方法还包括：检测天然气回路的气源压力；在天然气回路的气源压力处于对应的预设压力区间的情况下，获取天然气回路的天然气流量；根据天然气流量所处的流量区间对天然气流量进行调整。

4、根据本发明的一个实施例，根据天然气流量所处的流量区间对天然气流量进行调整，包括：在天然气流量所处的流量区间为第一流量区间时，采用pid算法对天然气流量进行调整；在天然气流量所处的流量区间为第二流量区间或第三流量区间时，采用模糊控制算法对天然气流量进行调整；其中，第二流量区间的上限值为第一流量区间的下限值；第三流量区间的下限值为第一流量区间的上限值。

5、根据本发明的一个实施例，采用模糊控制算法对天然气流量进行调整，包括：在天然气流量所处的流量区间为第二流量区间时，将天然气流量增加第一修正值；在天然气流量所处的流量区间为第三流量区间时，将天然气流量减少第一修正值。

6、根据本发明的一个实施例，根据天然气流量的设定值确定第一流量区间的上限值和下限值。

7、根据本发明的一个实施例，根据氢气流量所处的流量区间对氢气的流量进行调整，包括：在氢气流量所处的流量区间为第四流量区间时，采用pid算法对氢气流量进行调整；在氢气流量所处的流量区间为第五流量区间或第六流量区间时，采用模糊控制算法对氢气流量进行调整。

8、根据本发明的一个实施例，采用模糊控制算法对氢气流量进行调整，包括：在氢气流量所处的流量区间为第五流量区间时，将氢气流量增加第二修正值；在氢气流量所处的流量区间为第六流量区间时，将氢气流量减少第二修正值。

9、根据本发明的一个实施例，根据目标设定值和天然气流量的设定值确定氢气流量的设定值，并根据氢气流量的设定值确定第四流量区间的上限值和下限值。

10、根据本发明的一个实施例，上述的控制方法还包括：在天然气回路的气源压力或氢气回路的气源压力未处于对应的预设压力区间的情况下，发出报警提醒。

11、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种天然气掺氢混气系统的控制装置，系统包括：天然气回路、氢气回路和混气装置，混气装置被配置为将天然气回路中注入的天然气和氢气回路中注入的氢气混合，装置包括：检测模块，用于在混气装置中天然气体积浓度和氢气体积浓度的比值未达到目标设定值的情况下，检测氢气回路的气源压力；获取模块，用于在氢气回路的气源压力处于对应的预设压力区间的情况下，获取氢气回路的氢气流量；调整模块，用于根据氢气流量所处的流量区间对氢气流量进行调整，以使混气装置中天然气体积浓度和氢气体积浓度的比值达到目标设定值。

12、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有天然气掺氢混气系统的控制程序，该天然气掺氢混气系统的控制程序被处理器执行时实现前述的天然气掺氢混气系统的控制方法。

13、根据本发明实施例的天然气掺氢混气系统的控制方法、装置及存储介质，在系统压力波动时，通过检测氢气回路的气源压力，在氢气回路的气源压力处于对应的预设压力区间的情况下，获取氢气回路的氢气流量，并根据氢气流量所处的流量区间对氢气流量进行调整，以使混气装置中天然气体积浓度和氢气体积浓度的比值达到目标设定值。如此，实现了天然气和氢气配比的智能动态控制，减小系统的内部干扰，提升了系统的控制精度、安全性和经济性。

技术特征：

1.一种天然气掺氢混气系统的控制方法，其特征在于，所述系统包括：天然气回路、氢气回路和混气装置，所述混气装置被配置为将所述天然气回路中注入的天然气和所述氢气回路中注入的氢气混合，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述天然气流量发生变化的情况下，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述天然气流量所处的流量区间对所述天然气流量进行调整，包括：在所述天然气流量所处的流量区间为第一流量区间时，采用pid算法对所述天然气流量进行调整；

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，采用模糊控制算法对所述天然气流量进行调整，包括：

5.根据权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于，根据所述天然气流量的设定值确定所述第一流量区间的上限值和下限值。

6.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，根据所述氢气流量所处的流量区间对所述氢气的流量进行调整，包括：

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，采用模糊控制算法对所述氢气流量进行调整，包括：

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，根据所述目标设定值和所述天然气流量的设定值确定所述氢气流量的设定值，并根据所述氢气流量的设定值确定所述第四流量区间的上限值和下限值。

9.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括：

10.一种天然气掺氢混气系统的控制装置，其特征在于，所述系统包括：天然气回路、氢气回路和混气装置，所述混气装置被配置为将所述天然气回路中注入的天然气和所述氢气回路中注入的氢气混合，所述装置包括：

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有天然气掺氢混气系统的控制程序，该天然气掺氢混气系统的控制程序被处理器执行时实现根据权利要求1-9中任一项所述的天然气掺氢混气系统的控制方法。

技术总结本发明公开了一种天然气掺氢混气系统的控制方法、装置及存储介质，其中，系统包括：天然气回路、氢气回路和混气装置，混气装置被配置为将天然气回路中注入的天然气和氢气回路中注入的氢气混合，方法包括：在混气装置中天然气体积浓度和氢气体积浓度的比值未达到目标设定值的情况下，检测氢气回路的气源压力，并在氢气回路的气源压力处于对应的预设压力区间的情况下，获取氢气回路的氢气流量，然后根据氢气流量所处的流量区间对氢气流量进行调整，以使混气装置中天然气体积浓度和氢气体积浓度的比值达到目标设定值。本发明的控制方法，实现了天然气和氢气配比的智能动态稳定控制，减小系统的内部干扰，提升了系统的控制精度、安全性和经济性。技术研发人员：刘艳鹏,张扬,刘旋坤,张靖超,张艺受保护的技术使用者：清华大学山西清洁能源研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/18