一种光伏离网耦合PEM电解水制氢的EMS能量管理系统的制作方法

本发明涉及能量管理，具体涉及一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统。

背景技术：

1、氢能作为一种清洁、高效且可持续的能源载体，其开发和利用愈发受到重视，在光伏离网耦合pem电解水制氢系统中，能量管理至关重要。

2、现有技术中往往缺少一个指标，来衡量pem电解水制氢系统各个单元功率的整体匹配情况，现有技术会关注单个单元的功率是否在正常范围内，但缺乏对整个系统功率分配协调性的综合评估，这使得系统在运行过程中难以提前预判因功率匹配不佳而可能引发的问题。

3、现有技术中在功率调控方面，现有技术往往缺乏灵活性。当发现单元功率存在偏差时，不能根据系统各单元的能效情况进行科学合理的调控；例如，对于输入过能单元，可能只是简单地降低功率，而没有考虑到该单元的能效比以及整个系统的能量需求，可能导致过度调整影响生产效率；对于输入缺能单元，不能根据其优先调整值进行有序且有效的功率补充，无法实现系统能量的最优分配。

4、为此，本发明提供一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，以解决上述背景中问题。

2、其中，ems是energy management system，表示能量管理系统，pem是protonexchange membrane，表示质子交换膜；

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、第一方面：本发明提供了一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，包括：

5、能量获取模块：将pem电解水制氢系统依据功能的差异划分多个单元，在监测周期内，实时采集各单元的功率，通过对单元的功率进行时间维度分析，得到时段分配功率，将时段分配功率存储于数据库中；

6、分析判断模块：从数据库中获取每个单元的时段分配功率，将时段分配功率与需求功率范围进行对比分析，得到输入过能单元、输入缺能单元，对输入过能单元、输入缺能单元的时段分配功率进行数值分析，得到单元匹配值dp，基于单元匹配值dp，判断每个单元的功率匹配是否需要分析；

7、模型构建模块：若每个单元的功率匹配需要分析，构建电解槽单元、气体分离单元、气体净化单元、冷却单元的能效评估模型；

8、能效评估模块：基于单元能效评估模型，获取单元能效比，将单元能效比与输入过能单元的功率偏差比进行数值计算，得到能效评估值pg，基于能效评估值pg，判断输入过能单元的时段分配功率是否需要调控；

9、能量调节模块：若输入过能单元的时段分配功率需要调控，将需要调控的输入过能单元通过数值计算，得到待调控功率值，基于输入缺能单元的单元能效比、输入缺能单元的功率偏差比通过数值分析，得到优先调整值，并构建优先调整序列，依据优先调整序列选出最先的输入缺能单元，通过最先的输入缺能单元与待调控功率值的数值关系，对输入缺能单元的输入功率进行调控。

10、第二方面，本发明提供了一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理方法，包括：

11、步骤一、依据pem电解水制氢系统功能的差异，将系统划分多个单元，采集各单元的功率，通过对单元的功率进行时间维度分析，得到时段分配功率；

12、步骤二、基于每个单元的时段分配功率，将单元的时段分配功率与对应的需求功率范围进行对比分析，得到输入过能单元、输入缺能单元，对输入过能单元、输入缺能单元的时段分配功率进行数值分析，得到单元匹配值dp，基于单元匹配值dp，判断每个单元的功率匹配是否需要分析；

13、步骤三、若每个单元的功率匹配需要分析，构建每个单元的能效评估模型；

14、步骤四、基于单元能效评估模型，获取单元能效比，将输入过能单元的单元能效比与功率偏差比进行数值计算，得到能效评估值pg，基于能效评估值pg，判断输入过能单元的时段分配功率是否需要调控；

15、步骤五、若输入过能单元的时段分配功率需要调控，基于输入缺能单元的单元能效比、输入缺能单元的功率偏差比通过数值分析，得到优先调整值，并构建优先调整序列，依据优先调整序列，对输入缺能单元的输入功率进行调控。

16、本发明的有益效果：

17、将pem电解水制氢系统按功能分多个单元，实时获取并存储单元时段分配功率，再由分析判断模块对比单元时段分配功率与需求功率范围，得到输入过能单元和输入缺能单元，并计算单元匹配值dp，单元匹配值作为衡量系统各单元功率整体匹配情况的综合指标，能反映系统内部能量平衡状态；例如，当低于单元匹配阈值时，表明系统存在功率分配不协调问题，像电解槽单元功率不足会影响氢气产量，某单元功率过高会导致过载、过热，影响系统稳定性，通过持续监测变化，可提前发现系统稳定性可能出现的问题，便于及时采取措施，保障系统稳定运行。

18、建立能效评估模型，基于能效评估模型获取单元能效比，根据输入缺能单元的单元能效比和功率偏差比计算优先调整值并构建优先调整序列，有序调控输入缺能单元功率，充分考虑各单元能效情况，科学合理调控功率，实现功率的优化分配，提高系统整体能效和性能。

技术特征：

1.一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

6.根据权利要求4所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

9.根据权利要求7所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

10.根据权利要求7所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

11.根据权利要求1所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

12.根据权利要求11所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

13.根据权利要求1所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

14.根据权利要求13所述的一种光伏离网耦合pem电解水制氢的ems能量管理系统，其特征在于：

技术总结本发明涉及能量管理技术领域，具体公开了一种光伏离网耦合PEM电解水制氢的EMS能量管理系统，包括：能量获取模块，将PEM电解水制氢系统按功能分多个单元，获取时段分配功率；功率分析模块，对单元的时段分配功率与需求功率范围进行对比分析，得到输入过能单元，判断每个单元的功率匹配是否需要分析；模型构建模块，若单元的功率匹配需要分析，构建各单元能效评估模型；能效分析单元，计算能效评估值并判断输入过能单元功率是否需调控；能量调节模块，若输入过能单元功率需调控，调整输入功率，本系统可提前发现系统稳定性问题，优化PEM制氢系统各单元的功率分配。技术研发人员：徐鹏飞,谭建峰,庞宗华,李佳奇,范志达,李凯滨受保护的技术使用者：深圳市润世华氢能源有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6