电解制氢系统的运行控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及电解制氢系统，具体而言涉及一种电解制氢系统的运行控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、电解制氢是在直流电的作用下，通过电化学过程将水分子解离为氢气与氧气，分别在阴、阳两极析出。通过水电解方式获得的氢气纯度较高，可达99.9％以上，可直接应用于对氢气纯度要求较高的行业。“绿氢”指的是采用风电、水电、太阳能等可再生能源电解制氢，制氢过程完全没有碳排放。

2、由于可再生能源(风电、光电)的不稳定性，在电解制氢工业中，目前不能做到完全离网制氢，当可再生能源发电不足时，需要电网辅助供电，保证电解制氢的稳定性。然而现阶段，电网供电多来自煤炭等非可再生能源发电，碳足迹水平相对较高，过多使用电网供电进行电解制氢会增加碳足迹水平。

3、因此需要进行改进，以至少部分地解决上述问题。

技术实现思路

1、在技术实现要素：部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种电解制氢系统的运行控制方法，其包括：

3、获取可再生能源供应系统的第一电能供应信息和非可再生能源供应系统的第二电能供应信息，其中，所述可再生能源供应系统和所述非可再生能源供应系统用于对所述电解制氢系统供能；

4、以所述电解制氢系统的最大制氢产量为第一目标，以所述电解制氢系统的最小碳足迹为第二目标，构建所述电解制氢系统的多目标优化模型的目标函数；

5、基于所述第一电能供应信息和所述第二电能供应信息，构建所述多目标优化模型的约束条件；

6、对所述多目标优化模型进行求解，获取所述电解制氢系统的控制参数。

7、可选地，所述目标函数为：

8、f(t)＝maxt(ω1h2(t)-ω2eco2(t))

9、其中，

10、

11、eco2(t)＝eel(t)(1-r(t))cigrid(t)+edirect(t)

12、f(t)为目标函数，ω1和ω2为权重系数，h2(t)为所述电解制氢系统在t时刻的氢气产量，η为所述电解制氢系统的电解槽的电流效率，i(t)为t时刻所述电解槽的电流密度，a为所述电解槽的有效面积，t为所述电解槽的反应时间，f为法拉第常数，eco2(t)为所述电解制氢系统在t时刻的碳足迹，eel(t)为t时刻所述电解槽的电能消耗，r(t)为t时刻可再生能源供应系统供应的电能的使用比例，cigrid(t)为t时刻所述非可再生能源供应系统供应的电能的碳强度，edirect(t)为t时刻所述电解制氢系统的电解过程中直接产生的二氧化碳排放。

13、可选地，所述约束条件包括：

14、

15、其中，e1(t)为t时刻所述可再生能源供应系统的预期可供应电能，e2(t)为t时刻非可再生能源供应系统的预期可供应电能，p2(t)为t时刻所述非可再生能源供应系统的预期可供应电能，imin为所述电解槽的最小电流密度，imax为所述电解槽的最大电流密度，emax(t)为所述非可再生能源供应系统在t时刻的最大可供给电能；

16、其中，所述第一电能供应信息包括可再生能源供应系统在t时刻的预期可供应电能e1(t)，所述第二电能供应信息包括非可再生能源供应系统在t时刻的预期可供应电能e2(t)。

17、可选地，所述控制参数包括t时刻所述电解槽的电流密度i(t)和t时刻所述可再生能源供应系统供应的电能的使用比例r(t)。

18、可选地，所述方法还包括：

19、基于所述控制参数控制所述电解制氢系统运行。

20、可选地，所述方法还包括：

21、获取所述电解制氢系统的实际运行参数；

22、基于所述实际运行参数对所述多目标优化模型进行调整优化。

23、可选地，所述对所述多目标优化模型进行求解，包括：

24、通过支持向量机算法对所述多目标优化模型进行求解；和/或，

25、通过智能优化算法对所述多目标优化模型进行求解。

26、可选地，所述可再生能源供应系统包括风电系统和光电系统；

27、所述第一电能供应信息包括风电系统预期可供应电能和光电系统预期可供应电能，所述风电系统预期可供应电能和所述光电系统预期可供应电能基于天气信息预测得到。

28、根据本发明的第二方面，提供了一种电解制氢系统的运行控制装置，其包括：

29、获取模块，用于获取可再生能源供应系统的第一电能供应信息和非可再生能源供应系统的第二电能供应信息，其中，所述可再生能源供应系统和所述非可再生能源供应系统用于对所述电解制氢系统供能；

30、第一构建模块，用于基于所述第一电能供应信息和所述第二电能供应信息，以所述电解制氢系统的最大制氢产量为第一目标，以所述电解制氢系统的最小碳足迹为第二目标，构建所述电解制氢系统的多目标优化模型的目标函数；

31、第二构建模块，用于基于所述第一电能供应信息和所述第二电能供应信息，构建所述多目标优化模型的约束条件；

32、求解模块，用于对所述多目标优化模型进行求解，获取所述电解制氢系统的控制参数。

33、根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，其包括：

34、存储器，其上存储有计算机程序；

35、处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现如上所述的方法的步骤。

36、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其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上所述的方法的步骤。

37、根据本发明的电解制氢系统的运行控制方法、装置、电子设备及存储介质，基于可再生能源供应系统的第一电能供应信息和非可再生能源供应系统的第二电能供应信息，以电解制氢系统的最大制氢产量为第一目标，以电解制氢系统的最小碳足迹为第二目标，构建电解制氢系统的多目标优化模型的目标函数，基于第一电能供应信息和所述第二电能供应信息，构建所述多目标优化模型的约束条件，并对多目标优化模型进行求解，获取电解制氢系统的控制参数，通过上述方式获取的控制参数能够用于实现电解制氢系统的最佳运行控制，降低碳足迹水平，降低电解制氢对环境的影响。

技术特征：

1.一种电解制氢系统的运行控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

9.一种电解制氢系统的运行控制装置，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种电解制氢系统的运行控制方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取可再生能源供应系统的第一电能供应信息和非可再生能源供应系统的第二电能供应信息，其中，可再生能源供应系统和非可再生能源供应系统用于对电解制氢系统供能；以电解制氢系统的最大制氢产量为第一目标，以电解制氢系统的最小碳足迹为第二目标，构建电解制氢系统的多目标优化模型的目标函数；基于第一电能供应信息和第二电能供应信息，构建多目标优化模型的约束条件；对多目标优化模型进行求解，获取电解制氢系统的控制参数。本申请的技术方案可以实现电解制氢系统的最佳运行控制，降低碳足迹水平，降低电解制氢对环境的影响。技术研发人员：王地,王桂元,袁洪伟,李浩,赵博文受保护的技术使用者：上海中集洋山物流装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2