專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種加氫優(yōu)化控制方法及其系統(tǒng)，更具體的說(shuō)，是涉及加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在燃料電池汽車(chē)推向市場(chǎng)的過(guò)程中，目前至少有3個(gè)主要的技術(shù)壁壘需要克服(1)小型、輕量、廉價(jià)和高效的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的集成；(2)高儲(chǔ)存量車(chē)載儲(chǔ)氫罐的設(shè)計(jì)；(3)氫氣加注設(shè)施的開(kāi)發(fā)和加氫站的建設(shè)。發(fā)展至今，后者更為關(guān)鍵。目前，氫加注系統(tǒng)建設(shè)主要有二大發(fā)展趨勢(shì)(1)加注氣態(tài)氫的高參數(shù)化，即將車(chē)載容器貯氫壓力增加到最高經(jīng)濟(jì)壓力70MP"，以提高氫能汽車(chē)的續(xù)駛里程；(2)液氫加注方案，液氫燃料供應(yīng)系統(tǒng)具有體積密度高、壓力低等優(yōu)點(diǎn)。但液化儲(chǔ)氫存在二大難點(diǎn)一是液化能耗大；二是液氫的蒸發(fā)損失比較嚴(yán)重,存在安全隱患。因此，目前國(guó)內(nèi)外的加氫站研究更為關(guān)注的是高壓氣態(tài)加氫，由此引出高取氣率序列取氣和快速加注控制策略研究。直接與加氫站控制有關(guān)的技術(shù)進(jìn)展，目前主要是對(duì)加注系統(tǒng)組成及控制硬件進(jìn)行的研究，如同濟(jì)大學(xué)在汽車(chē)用氫燃料加氫站系統(tǒng)配置的研究中，給出了加氫站中氫氣的壓縮系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)和加注機(jī)等的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所則給出了加氣機(jī)中使用的閥門(mén)、流量計(jì)、加氣槍、拉斷閥和接頭等控制硬件的性能要求。中國(guó)專(zhuān)利CN200610088913.9針對(duì)加氫站提出了一種快速充裝氫氣的制氫加氫站系統(tǒng)及其方法，其加注系統(tǒng)通過(guò)使用40M/^儲(chǔ)氫容器及75M尸a超高壓儲(chǔ)氫容器的二級(jí)加注，來(lái)提高氫氣的利用率和充裝速度。而且，采用此專(zhuān)利其已研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)氫加注機(jī)，可對(duì)壓力、溫度、流量、流速實(shí)時(shí)計(jì)量，自動(dòng)收費(fèi)，同時(shí)對(duì)車(chē)載氣瓶的壓力、溫度、應(yīng)力變化進(jìn)行監(jiān)控，可耐壓45-75MPa，安全保護(hù)裝置齊備。但此方法只包含對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并沒(méi)有加注過(guò)程的優(yōu)化控制。中國(guó)專(zhuān)利CN200710098598.2則給出了一種車(chē)廂內(nèi)設(shè)有依次連通的緊縮型水電解設(shè)備、低壓儲(chǔ)氫罐組、專(zhuān)用氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐組以及氫氣售氣機(jī)等組成的專(zhuān)用車(chē)載制氫加氫站?？傊壳皣?guó)內(nèi)尚無(wú)關(guān)于高壓加氫過(guò)程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)高取氣率序列取氣和快速加注的優(yōu)化控制優(yōu)化方法的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法，本發(fā)明更進(jìn)一步的目的在于提供用于該加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法的氫氣加注系統(tǒng)。為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供了一種加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法，包括以下步驟(1)獲取低壓、中壓和高壓儲(chǔ)氫容器及車(chē)載氣瓶中的氫氣初始狀態(tài)參數(shù)，并設(shè)定F1:代表第i次加注前的低壓儲(chǔ)氫容器的容積；^:代表第i次加注前的中壓儲(chǔ)氫容器的容積；w、K:分別代表車(chē)載氣瓶額定充裝質(zhì)量、容積；m。加注前車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)的氫氣質(zhì)量；X。^、分別代表第i次加注時(shí)低壓、中壓和高壓儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量；W,、W2,、W3i:分別代表第i次加注前低壓、中壓和高壓儲(chǔ)氫容器中的氫氣質(zhì)量；第Z'次加注時(shí)的取氣次序標(biāo)志，對(duì)于三級(jí)加注來(lái)說(shuō)共有6種加注次序，/7,=1，表示按低一中一高的次序取氣；A,=2，表示按低一高一中的次序取氣；/^=3,表示按中一低一高的次序取氣；/^=4，表示按中一高一低的次序取氣；&=5，表示按高一低一中的次序取氣；/z,=6，表示按高一中一低的次序取氣；:第i次加注過(guò)程下可充裝的車(chē)載氣瓶數(shù)量；"max:在一定加注時(shí)間約束下，可充裝的車(chē)載氣瓶數(shù)量的最大值；:加注到儲(chǔ)氫容器跟車(chē)載氣瓶壓力平衡時(shí)向車(chē)載氣瓶中充裝的質(zhì)量；":約束時(shí)間，表示搜索過(guò)程中設(shè)定的時(shí)間最大值，用這個(gè)約束時(shí)間作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)判斷搜索到的加注方式所用的加注時(shí)間是否小于該約束時(shí)間，只有小于該約束時(shí)間的加注方式才可用；尸儲(chǔ)氫容器壓力，是計(jì)算流量系數(shù)時(shí)設(shè)定的一個(gè)壓力參數(shù)，不具體代表哪個(gè)儲(chǔ)氫容器，泛指儲(chǔ)氫容器的壓力，即一個(gè)儲(chǔ)氫容器壓力對(duì)應(yīng)于一個(gè)流量系數(shù)；g、分別代表等熵流動(dòng)狀態(tài)下的質(zhì)量流量和實(shí)際摩擦流動(dòng)狀態(tài)下的質(zhì)量流量；Crf:流量系數(shù)，Q^^；&、？/,:分別代表等熵流動(dòng)臨界狀態(tài)下的質(zhì)量流量與摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)下的質(zhì)量流量；代表加注開(kāi)始時(shí)的質(zhì)量流量；9:代表加注過(guò)程中車(chē)載氣瓶與先取氣的儲(chǔ)氫容器的壓力比；^、9、分別代表先取氣的儲(chǔ)氫容器加注過(guò)程中達(dá)到等熵流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)及摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)車(chē)載氣瓶與儲(chǔ)氫容器的壓力比；m,、分別代表加注過(guò)程中達(dá)到等熵流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)先取氣的儲(chǔ)氫容器為車(chē)載氣瓶充入的氫氣質(zhì)量、加注過(guò)程中達(dá)到摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)先取氣的儲(chǔ)氫容器為車(chē)載氣瓶充入的氫氣質(zhì)量；f,:為先取氣的儲(chǔ)氫容器向車(chē)載氣瓶加注質(zhì)量為x的氫氣所用的時(shí)間；為某時(shí)間下，先取氣的儲(chǔ)氫容器已經(jīng)為車(chē)載氣瓶充入的氫氣質(zhì)量；tmin:代表整個(gè)加注過(guò)程只充裝一個(gè)車(chē)載氣瓶時(shí)，所用的最短時(shí)間；tmax:代表不考慮加注時(shí)間約束時(shí)，氫氣利用率最高的加注過(guò)程中最慢一次加注所用時(shí)間；Nmax:代表不考慮加注時(shí)間約束時(shí)，所能充裝的最大車(chē)載氣瓶數(shù)；i:表示加注第i個(gè)車(chē)載氣瓶的標(biāo)志；(2)將區(qū)間tmin至tn^之間按照等分的原則取r個(gè)值，確定r個(gè)約束時(shí)間^，對(duì)每一水約束時(shí)間^進(jìn)行一次加注過(guò)程的優(yōu)化，搜索獲取各個(gè)約束時(shí)間下的氫氣利用率最高的加注過(guò)程，即可充裝的車(chē)載氣瓶數(shù)最多的最優(yōu)加注過(guò)程；(3)開(kāi)始時(shí)/=1，此時(shí)低壓、中壓、高壓儲(chǔ)氫容器的狀態(tài)為第一次加注前的狀態(tài)，根據(jù)以下氫氣狀態(tài)方程得到初始質(zhì)量W,、m21、m31:/7F=wir(l+"j5/r)(a=1.9155xl0—6，i=4124.3)對(duì)第一個(gè)車(chē)載氣瓶加注時(shí)，如果按低——中——高的取氣次序取氣，則低壓儲(chǔ)氫容器與車(chē)載氣瓶達(dá)到壓力平衡時(shí)充入的氣體質(zhì)量Xl￥fft為、平衡='低壓儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量范圍為A"O,min(x,平衡，此時(shí)將取氣質(zhì)量區(qū)間分為若干等分，Xl的實(shí)際取值范圍為各個(gè)等分點(diǎn)構(gòu)成的集合；對(duì)于低壓儲(chǔ)氫容器的每一個(gè)取氣質(zhì)量值，中壓儲(chǔ)氫容器進(jìn)行加注時(shí)，達(dá)到壓力平衡時(shí)充入的氫氣質(zhì)量為^=^^^，中壓儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量范圍為Ae[O,min"平衡，w-xjj;此時(shí)將取氣質(zhì)量區(qū)間分為若干等分，yi的實(shí)際取值范圍為各個(gè)等分點(diǎn)構(gòu)成的集合；當(dāng)?shù)蛪骸⒅袎簝?chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量均巳確定時(shí)，高壓儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量為^二m-x,-力；對(duì)第l個(gè)車(chē)載氣瓶加注時(shí)，每一個(gè)xjQyi值對(duì)應(yīng)于加注該車(chē)載氣瓶時(shí)的一種組合；(4)對(duì)每一種取氣質(zhì)量組合，判斷六種取氣次序是否可能實(shí)現(xiàn)對(duì)第二步取氣的儲(chǔ)氫容器判斷其加注完畢后壓力是否高于車(chē)載氣瓶的壓力，如果是，則此種取氣序列不能實(shí)現(xiàn)；否則，判斷最后取氣的儲(chǔ)氫容器加注完畢后壓力是否高于車(chē)載氣瓶額度充裝壓力，如果是，則該取氣次序可能實(shí)現(xiàn)，否則，該取氣次序不能實(shí)現(xiàn)；(5)對(duì)于可能實(shí)現(xiàn)的取氣次序，計(jì)算各自的加注時(shí)間，其方法如下將加注軟管之前的管路假定為直徑逐漸減小的等熵噴管，將加注軟管假定為有摩擦的直管，實(shí)際管路系統(tǒng)中氫氣的流動(dòng)狀態(tài)為摩擦流動(dòng)；分別在等熵流動(dòng)狀態(tài)下和摩擦流動(dòng)狀態(tài)下計(jì)算儲(chǔ)氫容器壓力為lOMPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa、60MPa、70MPa時(shí)車(chē)載氣瓶壓力從0到儲(chǔ)氫容器壓力之間變化時(shí)的流量《和^，得到流量系數(shù)(^，然后對(duì)各儲(chǔ)氫容器壓力下的流量系數(shù)按最小二乘法原則擬合為四次曲線(xiàn)；實(shí)際某壓力下的流量系數(shù)的計(jì)算，舉以下例子說(shuō)明儲(chǔ)氫容器壓力在O——lOMPa，其流量系數(shù)取lOMPa下的流量系數(shù)。其它壓力下的流量系數(shù)取法相同；0-70MPa之間，摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)下的壓力比和車(chē)載氣瓶與儲(chǔ)氫容器壓力的比，兩者相差很小，可以統(tǒng)一取40MPa時(shí)臨界狀態(tài)下的壓比；計(jì)算某儲(chǔ)氫容器壓力下等熵流動(dòng)狀態(tài)下的臨界壓力比步驟如下在0-70MPa之間，每隔5MPa取一個(gè)壓力值，計(jì)算出等熵流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)的壓力比，再作出尸一(Ps曲線(xiàn)，然后對(duì)曲線(xiàn)按最小二乘法進(jìn)行二次擬合，最后，通過(guò)擬合得到的多項(xiàng)式計(jì)算等熵流動(dòng)狀態(tài)下的質(zhì)量流量；當(dāng)壓力比9小于或等于實(shí)際管路系統(tǒng)的臨界壓比cPfc時(shí)，質(zhì)量流量恒定，按摩擦流動(dòng)方程計(jì)算；當(dāng)壓力比cp大于摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)的壓力比9j寸，流量按如下公式計(jì)算&=C^;對(duì)于先取氣的儲(chǔ)氫容器來(lái)說(shuō)，如果加注開(kāi)始時(shí)9〈cpfs，充氣結(jié)束時(shí)9<cpfs，那么先求出該儲(chǔ)氫容器的初始?jí)毫图幼⒔Y(jié)束后的壓力，然后求出初始質(zhì)量流量^和加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量&，t廣^^;如果加注開(kāi)始時(shí)(p〈9f,，加注結(jié)束時(shí)(^〈cp〈A，那么分兩段求取時(shí)間。，qa+qb求出9=^時(shí)的質(zhì)量流量9&及加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量&，、=^_+^^;如果加注開(kāi)始qa+qftqfs+qb時(shí)(p〈(Pfs，加注結(jié)束時(shí)(p^Ps,那么分四段求取充氣時(shí)間，其中，計(jì)算中所用的(Ps及W,為初始?jí)毫下求出的等熵流動(dòng)狀態(tài)下的臨界壓力比；將后面的時(shí)間質(zhì)量流量曲線(xiàn)按充氣質(zhì)量等分的原則，處理為兩段直線(xiàn)，tl=~^+2(m,m&)+^1+^1，其中，^為等分點(diǎn)qa+qfsqfs+qsqs+qbqb+qcx^=m,+0.5(x-時(shí)的質(zhì)量流量，《e為加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量；如果加注開(kāi)始時(shí)(pfs〈(p<(ps，加注結(jié)束時(shí)q^〈9〈化，、=-，&及qb分別為加注開(kāi)始和加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)qa+qb量流量；如果加注開(kāi)始時(shí)9fs〈cp〈9s，加注結(jié)束時(shí)(P〉化，那么分三段計(jì)算充氣時(shí)間，t嚴(yán)^^+^^+^^，^為等分點(diǎn)的質(zhì)量流量，^為加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量；如果，qa+qsqs+qbqb+qc加注開(kāi)始時(shí)cp〉(Ps，那么t,"^，^為加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量；qa+qb后取氣的兩個(gè)儲(chǔ)氫容器加注時(shí)間的計(jì)算方法與先取氣的儲(chǔ)氫容器相同，對(duì)此車(chē)載氣瓶總的加注時(shí)間為分別從三個(gè)儲(chǔ)氫容器中取氣的加注時(shí)間之和；(6)選擇加注時(shí)間最短的那種取氣次序判斷最短的加注時(shí)間是否小于或等于約束時(shí)間，即是否滿(mǎn)足《^^;如果滿(mǎn)足，則令加注標(biāo)志w(/)=/，根據(jù)氫氣的狀態(tài)方程獲取各儲(chǔ)氫容器加注后的狀態(tài)參數(shù)作為加注第二個(gè)車(chē)載氣瓶時(shí)的初始狀態(tài)，計(jì)算出各組儲(chǔ)氫容器取氣質(zhì)量的取值范圍，進(jìn)行第二次加注的運(yùn)算；如果不滿(mǎn)足，則繼續(xù)第一次加注過(guò)程的循環(huán)搜索，搜索此加注過(guò)程中其他的取氣質(zhì)量組合，作同樣的判斷；(7)根據(jù)第一次加注完畢獲得出的加注第二個(gè)車(chē)載氣瓶時(shí)的初始狀態(tài)以及各儲(chǔ)氫容器取氣質(zhì)量的取值范圍，進(jìn)行第二次加注的搜索，其方法與第一次加注的搜索相同；(8)由前面的加注過(guò)程逐步向后搜索直到所有的循環(huán)搜索全部完成，對(duì)于第i個(gè)車(chē)載氣瓶加注過(guò)程中的某種組合如果能夠充滿(mǎn)車(chē)載氣瓶并滿(mǎn)足時(shí)間上的要求，那么就令加注標(biāo)志"(/)=/，w(O的初始值為O;并記錄下該次及該次以前的加注過(guò)程中各組儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量及取氣次序；最后求出數(shù)組"(O，中的最大值——即"，，z'=l:iVmax，并由程序控制器根據(jù)M皿對(duì)應(yīng)的為各車(chē)載氣瓶加注時(shí)各儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量及取氣次序向閥門(mén)控制裝置輸出控制信號(hào)。本發(fā)明還提供了一種用于前述加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法的氫氣加注系統(tǒng)，包括儲(chǔ)氫容器、充氣閥、壓力傳感器、氫氣分配器、流量計(jì)和單向閥，充氣閥、氫氣分配器、單向閥依次連接至車(chē)載儲(chǔ)氣瓶；所述儲(chǔ)氫容器是三級(jí)壓力的儲(chǔ)罐，包括低壓儲(chǔ)氫容器、中壓儲(chǔ)氫容器和高壓儲(chǔ)氫容器，分別通過(guò)各自的控制閥門(mén)cvl、cv2、cv3連接至充氣閥；還包括一個(gè)程序控制器，壓力傳感器連接氫氣分配器和程序控制器，流量計(jì)的測(cè)量點(diǎn)位于氫氣分配器和單向閥之間，并通過(guò)信號(hào)線(xiàn)連接至程序控制器，程序控制器通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與低壓儲(chǔ)氫容器、中壓儲(chǔ)氫容器和高壓儲(chǔ)氫容器各自的控制閥門(mén)cvl、cv2、cv3連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是針對(duì)氫加注系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了過(guò)程優(yōu)化控制方法，這是在以前的加注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研究中所沒(méi)有的；利用本控制方法可對(duì)氫氣的利用率和加注時(shí)間同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，能確保高的氫氣利用率的同時(shí)，較大地縮短加注時(shí)間；可以根據(jù)不同的加注參數(shù)及要求，產(chǎn)生不同的優(yōu)化加注方式；使加注過(guò)程簡(jiǎn)單、直接并易于操作。圖1是加注系統(tǒng)優(yōu)化控制方法流程圖；圖2是加氫站的加注系統(tǒng)流程示意圖。圖中附圖標(biāo)記1儲(chǔ)氣罐、2充氣閥、3壓力傳感器、4氫氣分配器、5流量計(jì)、6單向閥、7車(chē)載儲(chǔ)氣瓶、8程序控制器、低壓儲(chǔ)氫容器控制閥門(mén)cvl、中壓儲(chǔ)氫容器控制閥門(mén)cv2、高壓儲(chǔ)氫容器控制閥門(mén)cv3。具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖，下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下根據(jù)加氫站具體的加注參數(shù)，用本控制方法實(shí)現(xiàn)的實(shí)例，并對(duì)優(yōu)化后的具體加注過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明中的程序控制器8可選用西門(mén)子公司生產(chǎn)的PLC型號(hào)為S7-400的A口廣叩o實(shí)例1對(duì)加氫站進(jìn)行三級(jí)加注優(yōu)化計(jì)算，其中低壓儲(chǔ)氫容器容積^=0.6m3，壓力^:42M尸a;中壓儲(chǔ)氫容器容積F"2=0.4m3，壓力P2=45MP";高壓儲(chǔ)氫容器容積^=0.2w3,壓力P3=70Mi^;設(shè)定車(chē)載氣瓶容積7=0.15m3，充滿(mǎn)氣后的壓力尸=3571/尸"，每次充氣前的初始?jí)毫。=2MPa。根據(jù)
發(fā)明內(nèi)容中的控制方法，進(jìn)行編程求解，獲得控制方法的非劣解。而后，根據(jù)過(guò)程優(yōu)化的目的和實(shí)際要求從其中選出最優(yōu)解，編制成具體的實(shí)際操作控制步驟。其中控制方法的非劣解如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>其中，f為本加注方式下，充滿(mǎn)一輛車(chē)所用的最長(zhǎng)的時(shí)間。由上表可以根據(jù)不同的加注要求，來(lái)選擇不同的加注方式。為了同時(shí)達(dá)到高的氫氣利用率和快速充氣的目的，現(xiàn)以充氣時(shí)間為242s，充氣罐數(shù)為6罐的方式為最佳。其中，氫氣利用率可以通過(guò)以下公式計(jì)算//=，=55.12%。M式中m為車(chē)載氣瓶規(guī)定的充氣質(zhì)量，n為實(shí)際可充裝的氣瓶數(shù)量，M為各儲(chǔ)氫容器的氫氣總質(zhì)量。氫氣質(zhì)量的計(jì)算方法附=PK;P為壓力，單位尸fl;r為容積，單位"？；i=4124.3.3，r=293.15《，a=1.9155x10-6。將以上結(jié)果對(duì)應(yīng)的加注方式編入程序控制器，通過(guò)程控器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加注過(guò)程中閥門(mén)的切換和優(yōu)化控制。根據(jù)本控制方法得到的優(yōu)化加注方式的具體操作步驟如下a)開(kāi)始第一輛車(chē)的充氣，由程序控制器控制開(kāi)啟閥門(mén)2，并打開(kāi)cvl先利用低壓組的儲(chǔ)氣罐進(jìn)行充氣，當(dāng)流量計(jì)5的流量達(dá)到3.0750紐時(shí)，低壓組儲(chǔ)氣罐的閥門(mén)cvl關(guān)閉，中壓組儲(chǔ)氣罐cv2的閥門(mén)打開(kāi)，此時(shí)當(dāng)流量計(jì)5測(cè)試的流量達(dá)到0.2141&時(shí)，切斷中壓組儲(chǔ)氣罐cv2的閥門(mén)，此時(shí)車(chē)載儲(chǔ)氣瓶充滿(mǎn)。關(guān)閉閥門(mén)2完成第一輛車(chē)的充氣過(guò)程；b)開(kāi)始第二輛車(chē)的充氣，由程序控制器控制開(kāi)啟閥門(mén)2，并打開(kāi)cvl先利用低壓組的儲(chǔ)氣罐進(jìn)行充氣，當(dāng)流量計(jì)5的流量達(dá)到2.4600紐時(shí)，低壓組儲(chǔ)氣罐的閥門(mén)cvl關(guān)閉，中壓組儲(chǔ)氣罐cv2的閥門(mén)打開(kāi)，此時(shí)當(dāng)流量計(jì)5測(cè)試的流量達(dá)到0.8291&時(shí)，切斷中壓組儲(chǔ)氣罐cv2的閥門(mén)，此時(shí)車(chē)載儲(chǔ)氣瓶充滿(mǎn)。關(guān)閉閥門(mén)2完成第二輛車(chē)的充氣過(guò)程；c)接下來(lái)的車(chē)輛按照此方法，根據(jù)程序控制器設(shè)定好的程序來(lái)進(jìn)行充氣。實(shí)例2加氫站低壓組固定容器容積V,二0.6m3，壓力P!二42MPa，中壓組固定容器容積V2=0.4m3，壓力P2二70MPa，高壓組固定容器容積V3=0.2m3，壓力P3=70MPa，設(shè)定車(chē)載氣瓶容積V二0.15m3，充滿(mǎn)氣后的壓力P=35MPa，每次充氣前的初始?jí)毫G=2MPa。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>根據(jù)本控制方法，可以得到以上幾種加注方式。根據(jù)具體的加注要求可確定最佳方式，如當(dāng)充氣為8個(gè)罐的時(shí)候，其氫氣利用率為;7=^^=65.47%，而當(dāng)充氣為7個(gè)罐的時(shí)，氫氣利用率為77=^1=57.92%。為了同時(shí)具有較短的充氣時(shí)間和高取氣率，優(yōu)先選用充氣時(shí)間為181s，利用率為57.92%的加注方式，其與平衡加注方式相比可節(jié)省充氣時(shí)間近50%。另外，在利用率均為57.92%的幾種加注方式中，可以明顯地觀(guān)察到，所用時(shí)間最短，即181s，那種加注方式中，存在加注罐順序的改變。如在此加注方式中，在充裝第6罐的時(shí)候不是采用低-中-高的加注順序，而是直接用中-高充氣，到第7罐又恢復(fù)到低-中-高的加注順序。可見(jiàn)，由于存在這種加注次序的自動(dòng)切換，可以在相同利用率的情況下使其加注時(shí)間明顯縮短。由于現(xiàn)在給出的實(shí)例中，只是系統(tǒng)一輪次加注過(guò)程，實(shí)際中，通過(guò)壓縮機(jī)補(bǔ)氣，釆用的是多輪次加注。因而，當(dāng)加注車(chē)輛更多時(shí)，采用本方法來(lái)改變加注次序并同時(shí)實(shí)現(xiàn)高利用率和縮短加注時(shí)間的效果將會(huì)更加突出。最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法，包括以下步驟(1)獲取低壓、中壓和高壓儲(chǔ)氫容器及車(chē)載氣瓶中的氫氣初始狀態(tài)參數(shù)，并設(shè)定V1代表第i次加注前的低壓儲(chǔ)氫容器的容積；V2代表第i次加注前的中壓儲(chǔ)氫容器的容積；m、V分別代表車(chē)載氣瓶額定充裝質(zhì)量、容積；m0加注前車(chē)載氣瓶?jī)?nèi)的氫氣質(zhì)量；xi、yi、zi分別代表第i次加注時(shí)低壓、中壓和高壓儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量；m1i、m2i、m3i分別代表第i次加注前低壓、中壓和高壓儲(chǔ)氫容器中的氫氣質(zhì)量；hi第i次加注時(shí)的取氣次序標(biāo)志，對(duì)于三級(jí)加注來(lái)說(shuō)共有6種加注次序，hi＝1，表示按低-中-高的次序取氣；hi＝2，表示按低-高-中的次序取氣；hi＝3，表示按中-低-高的次序取氣；hi＝4，表示按中-高-低的次序取氣；hi＝5，表示按高-低-中的次序取氣；hi＝6，表示按高-中-低的次序取氣；n(i)第i次加注過(guò)程下可充裝的車(chē)載氣瓶數(shù)量；nmax在一定加注時(shí)間約束下，可充裝的車(chē)載氣瓶數(shù)量的最大值；x平衡加注到儲(chǔ)氫容器跟車(chē)載氣瓶壓力平衡時(shí)向車(chē)載氣瓶中充裝的質(zhì)量；tk約束時(shí)間，表示搜索過(guò)程中設(shè)定的時(shí)間最大值，用這個(gè)約束時(shí)間作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)判斷搜索到的加注方式所用的加注時(shí)間是否小于該約束時(shí)間，只有小于該約束時(shí)間的加注方式才可用；P儲(chǔ)氫容器壓力，是計(jì)算流量系數(shù)時(shí)設(shè)定的一個(gè)壓力參數(shù)，不具體代表哪個(gè)儲(chǔ)氫容器，泛指儲(chǔ)氫容器的壓力，即一個(gè)儲(chǔ)氫容器壓力對(duì)應(yīng)于一個(gè)流量系數(shù)；q、qf分別代表等熵流動(dòng)狀態(tài)下的質(zhì)量流量和實(shí)際摩擦流動(dòng)狀態(tài)下的質(zhì)量流量；Cd流量系數(shù)，Cd＝qf/q；qs、qfs分別代表等熵流動(dòng)臨界狀態(tài)下的質(zhì)量流量與摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)下的質(zhì)量流量；qa代表加注開(kāi)始時(shí)的質(zhì)量流量；id="icf0001"file="A2008100635840002C1.tif"wi="4"he="4"top="224"left="27"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>代表加注過(guò)程中車(chē)載氣瓶與先取氣的儲(chǔ)氫容器的壓力比；id="icf0002"file="A2008100635840002C2.tif"wi="14"he="4"top="232"left="27"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>分別代表先取氣的儲(chǔ)氫容器加注過(guò)程中達(dá)到等熵流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)及摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)車(chē)載氣瓶與儲(chǔ)氫容器的壓力比；ms、mfs分別代表加注過(guò)程中達(dá)到等熵流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)先取氣的儲(chǔ)氫容器為車(chē)載氣瓶充入的氫氣質(zhì)量、加注過(guò)程中達(dá)到摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)先取氣的儲(chǔ)氫容器為車(chē)載氣瓶充入的氫氣質(zhì)量；t1為先取氣的儲(chǔ)氫容器向車(chē)載氣瓶加注質(zhì)量為x的氫氣所用的時(shí)間；x1充為某時(shí)間下，先取氣的儲(chǔ)氫容器已經(jīng)為車(chē)載氣瓶充入的氫氣質(zhì)量；tmin代表整個(gè)加注過(guò)程只充裝一個(gè)車(chē)載氣瓶時(shí)，所用的最短時(shí)間；tmax代表不考慮加注時(shí)間約束時(shí)，氫氣利用率最高的加注過(guò)程中最慢一次加注所用時(shí)間；Nmax代表不考慮加注時(shí)間約束時(shí)，所能充裝的最大車(chē)載氣瓶數(shù)；i表示加注第i個(gè)車(chē)載氣瓶的標(biāo)志；(2)將區(qū)間tmin至tmax之間按照等分的原則取r個(gè)值，確定r個(gè)約束時(shí)間tk，對(duì)每一個(gè)約束時(shí)間tk進(jìn)行一次加注過(guò)程的優(yōu)化，搜索獲取各個(gè)約束時(shí)間下的氫氣利用率最高的加注過(guò)程，即可充裝的車(chē)載氣瓶數(shù)最多的最優(yōu)加注過(guò)程；(3)開(kāi)始時(shí)i＝1，此時(shí)低壓、中壓、高壓儲(chǔ)氫容器的狀態(tài)為第一次加注前的狀態(tài)，根據(jù)以下氫氣狀態(tài)方程得到初始質(zhì)量m11、m21、m31pV＝mRT(1+αp/T)(α＝1.9155×10-6，R＝4124.3)對(duì)第一個(gè)車(chē)載氣瓶加注時(shí)，如果按低——中——高的取氣次序取氣，則低壓儲(chǔ)氫容器與車(chē)載氣瓶達(dá)到壓力平衡時(shí)充入的氣體質(zhì)量x1平衡為id="icf0003"file="A2008100635840003C1.tif"wi="34"he="10"top="149"left="27"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>低壓儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量范圍為id="icf0004"file="A2008100635840003C2.tif"wi="40"he="6"top="150"left="124"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>此時(shí)將取氣質(zhì)量區(qū)間分為若干等分，x1的實(shí)際取值范圍為各個(gè)等分點(diǎn)構(gòu)成的集合；對(duì)于低壓儲(chǔ)氫容器的每一個(gè)取氣質(zhì)量值，中壓儲(chǔ)氫容器進(jìn)行加注時(shí)，達(dá)到壓力平衡時(shí)充入的氫氣質(zhì)量為id="icf0005"file="A2008100635840003C3.tif"wi="45"he="10"top="182"left="63"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>中壓儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量范圍為id="icf0006"file="A2008100635840003C4.tif"wi="48"he="6"top="198"left="19"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>此時(shí)將取氣質(zhì)量區(qū)間分為若干等分，y1的實(shí)際取值范圍為各個(gè)等分點(diǎn)構(gòu)成的集合；當(dāng)?shù)蛪?、中壓?chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量均已確定時(shí)，高壓儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量為z1＝m-x1-y1；對(duì)第1個(gè)車(chē)載氣瓶加注時(shí)，每一個(gè)x1和y1值對(duì)應(yīng)于加注該車(chē)載氣瓶時(shí)的一種組合；(4)對(duì)每一種取氣質(zhì)量組合，判斷六種取氣次序是否可能實(shí)現(xiàn)對(duì)第二步取氣的儲(chǔ)氫容器判斷其加注完畢后壓力是否高于車(chē)載氣瓶的壓力，如果是，則此種取氣序列不能實(shí)現(xiàn)；否則，判斷最后取氣的儲(chǔ)氫容器加注完畢后壓力是否高于車(chē)載氣瓶額度充裝壓力，如果是，則該取氣次序可能實(shí)現(xiàn)，否則，該取氣次序不能實(shí)現(xiàn)；(5)對(duì)于可能實(shí)現(xiàn)的取氣次序，計(jì)算各自的加注時(shí)間，其方法如下將加注軟管之前的管路假定為直徑逐漸減小的等熵噴管，將加注軟管假定為有摩擦的直管，實(shí)際管路系統(tǒng)中氫氣的流動(dòng)狀態(tài)為摩擦流動(dòng)；分別在等熵流動(dòng)狀態(tài)下和摩擦流動(dòng)狀態(tài)下計(jì)算儲(chǔ)氫容器壓力為10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa、60MPa、70MPa時(shí)車(chē)載氣瓶壓力從0到儲(chǔ)氫容器壓力之間變化時(shí)的流量q和qf，得到流量系數(shù)Cd，然后對(duì)各儲(chǔ)氫容器壓力下的流量系數(shù)按最小二乘法原則擬合為四次曲線(xiàn)；0-70MPa之間，摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)下的壓力比和車(chē)載氣瓶與儲(chǔ)氫容器壓力的比，兩者相差很小，可以統(tǒng)一取40MPa時(shí)臨界狀態(tài)下的壓比；計(jì)算某儲(chǔ)氫容器壓力下等熵流動(dòng)狀態(tài)下的臨界壓力比步驟如下在0-70MPa之間，每隔5MPa取一個(gè)壓力值，計(jì)算出等熵流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)的壓力比，再作出P-id="icf0007"file="A2008100635840004C1.tif"wi="3"he="3"top="103"left="66"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>曲線(xiàn)，然后對(duì)曲線(xiàn)按最小二乘法進(jìn)行二次擬合，最后，通過(guò)擬合得到的多項(xiàng)式計(jì)算等熵流動(dòng)狀態(tài)下的質(zhì)量流量；當(dāng)壓力比id="icf0008"file="A2008100635840004C2.tif"wi="2"he="3"top="119"left="44"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>小于或等于實(shí)際管路系統(tǒng)的臨界壓比id="icf0009"file="A2008100635840004C3.tif"wi="4"he="3"top="119"left="117"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>時(shí)，質(zhì)量流量恒定，按摩擦流動(dòng)方程計(jì)算；當(dāng)壓力比id="icf0010"file="A2008100635840004C4.tif"wi="2"he="3"top="127"left="48"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>大于摩擦流動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)的壓力比id="icf0011"file="A2008100635840004C5.tif"wi="3"he="3"top="127"left="116"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>時(shí)，流量按如下公式計(jì)算qf＝Cdq；對(duì)于先取氣的儲(chǔ)氫容器來(lái)說(shuō)，如果加注開(kāi)始時(shí)id="icf0012"file="A2008100635840004C6.tif"wi="14"he="4"top="134"left="112"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>充氣結(jié)束時(shí)id="icf0013"file="A2008100635840004C7.tif"wi="14"he="4"top="134"left="152"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>那么先求出該儲(chǔ)氫容器的初始?jí)毫图幼⒔Y(jié)束后的壓力，然后求出初始質(zhì)量流量qa和加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量qb，<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>a</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>b</mi></msub></mrow></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math>id="icf0014"file="A2008100635840004C8.tif"wi="18"he="10"top="156"left="35"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>如果加注開(kāi)始時(shí)id="icf0015"file="A2008100635840004C9.tif"wi="13"he="4"top="159"left="87"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>加注結(jié)束時(shí)id="icf0016"file="A2008100635840004C10.tif"wi="20"he="4"top="159"left="124"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>那么分兩段求取時(shí)間t1，求出id="icf0017"file="A2008100635840004C11.tif"wi="9"he="3"top="177"left="27"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>時(shí)的質(zhì)量流量qfs及加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量qb，<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mrow><mn>2</mn><mi>m</mi></mrow><mi>fs</mi></msub><mrow><msub><mi>q</mi><mi>a</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>fs</mi></msub></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msub><mi>m</mi><mi>fs</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>fs</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>b</mi></msub></mrow></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math>id="icf0018"file="A2008100635840004C12.tif"wi="35"he="10"top="173"left="127"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>如果加注開(kāi)始時(shí)id="icf0019"file="A2008100635840004C13.tif"wi="12"he="4"top="190"left="23"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>加注結(jié)束時(shí)id="icf0020"file="A2008100635840004C14.tif"wi="12"he="3"top="190"left="61"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>那么分四段求取充氣時(shí)間，其中，計(jì)算中所用的id="icf0021"file="A2008100635840004C15.tif"wi="3"he="3"top="191"left="167"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>及ms為初始?jí)毫i下求出的等熵流動(dòng)狀態(tài)下的臨界壓力比；將后面的時(shí)間質(zhì)量流量曲線(xiàn)按充氣質(zhì)量等分的原則，處理為兩段直線(xiàn)，<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mrow><mn>2</mn><mi>m</mi></mrow><mi>fs</mi></msub><mrow><msub><mi>q</mi><mi>a</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>fs</mi></msub></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>s</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>m</mi><mi>fs</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>fs</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>s</mi></msub></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msub><mi>m</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>s</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>b</mi></msub></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msub><mi>m</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>b</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>c</mi></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0022"file="A2008100635840004C16.tif"wi="71"he="10"top="212"left="78"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>其中，qb為等分點(diǎn)x1充＝ms+0.5(x-ms)時(shí)的質(zhì)量流量，qc為加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量；如果加注開(kāi)始時(shí)id="icf0023"file="A2008100635840004C17.tif"wi="19"he="4"top="242"left="19"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>加注結(jié)束時(shí)id="icf0024"file="A2008100635840004C18.tif"wi="20"he="4"top="242"left="64"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/><mathsid="math0004"num="0004"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>a</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>b</mi></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0025"file="A2008100635840004C19.tif"wi="19"he="10"top="240"left="90"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>qa及qb分別為加注開(kāi)始和加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量；如果加注開(kāi)始時(shí)id="icf0026"file="A2008100635840004C20.tif"wi="23"he="4"top="256"left="70"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>加注結(jié)束時(shí)id="icf0027"file="A2008100635840004C21.tif"wi="12"he="4"top="256"left="120"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>那么分三段計(jì)算充氣時(shí)間，<mathsid="math0005"num="0005"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mrow><mn>2</mn><mi>m</mi></mrow><mi>s</mi></msub><mrow><msub><mi>q</mi><mi>a</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>s</mi></msub></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msub><mi>m</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>s</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>b</mi></msub></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><msub><mi>m</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>b</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>c</mi></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0028"file="A2008100635840004C22.tif"wi="49"he="10"top="267"left="20"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>qb為等分點(diǎn)的質(zhì)量流量，qc為加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量；如果，加注開(kāi)始時(shí)id="icf0029"file="A2008100635840005C1.tif"wi="11"he="4"top="32"left="40"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>那么<mathsid="math0006"num="0006"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow><mrow><msub><mi>q</mi><mi>a</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>q</mi><mi>b</mi></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0030"file="A2008100635840005C2.tif"wi="19"he="10"top="29"left="64"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>qb為加注結(jié)束時(shí)的質(zhì)量流量；后取氣的兩個(gè)儲(chǔ)氫容器加注時(shí)間的計(jì)算方法與先取氣的儲(chǔ)氫容器相同，對(duì)此車(chē)載氣瓶總的加注時(shí)間為分別從三個(gè)儲(chǔ)氫容器中取氣的加注時(shí)間之和；(6)選擇加注時(shí)間最短的那種取氣次序判斷最短的加注時(shí)間是否小于或等于約束時(shí)間，即是否滿(mǎn)足ti≤tk；如果滿(mǎn)足，則令加注標(biāo)志n(i)＝i，根據(jù)氫氣的狀態(tài)方程獲取各儲(chǔ)氫容器加注后的狀態(tài)參數(shù)作為加注第二個(gè)車(chē)載氣瓶時(shí)的初始狀態(tài)，計(jì)算出各組儲(chǔ)氫容器取氣質(zhì)量的取值范圍，進(jìn)行第二次加注的運(yùn)算；如果不滿(mǎn)足，則繼續(xù)第一次加注過(guò)程的循環(huán)搜索，搜索此加注過(guò)程中其他的取氣質(zhì)量組合，作同樣的判斷；(7)根據(jù)第一次加注完畢獲得出的加注第二個(gè)車(chē)載氣瓶時(shí)的初始狀態(tài)以及各儲(chǔ)氫容器取氣質(zhì)量的取值范圍，進(jìn)行第二次加注的搜索，其方法與第一次加注的搜索相同；(8)由前面的加注過(guò)程逐步向后搜索直到所有的循環(huán)搜索全部完成，對(duì)于第i個(gè)車(chē)載氣瓶加注過(guò)程中的某種組合如果能夠充滿(mǎn)車(chē)載氣瓶并滿(mǎn)足時(shí)間上的要求，那么就令加注標(biāo)志n(i)＝i，n(i)的初始值為0；并記錄下該次及該次以前的加注過(guò)程中各組儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量及取氣次序；最后求出數(shù)組n(i)，中的最大值——即nmax，i＝1Nmax，并由程序控制器根據(jù)nmax對(duì)應(yīng)的為各車(chē)載氣瓶加注時(shí)各儲(chǔ)氫容器的取氣質(zhì)量及取氣次序向閥門(mén)控制裝置輸出控制信號(hào)。2、一種用于權(quán)利要求1所述加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法的氫氣加注系統(tǒng)，包括儲(chǔ)氫容器、充氣闊、壓力傳感器、氫氣分配器、流量計(jì)和單向閥，充氣閥、氫氣分配器、單向閥依次連接至車(chē)載儲(chǔ)氣瓶；其特征在于，所述儲(chǔ)氫容器是三級(jí)壓力的儲(chǔ)罐，包括低壓儲(chǔ)氫容器、中壓儲(chǔ)氫容器和高壓儲(chǔ)氫容器，分別通過(guò)各自的控制閥門(mén)(cvl)、(cv2)、(cv3)連接至充氣閥；還包括一個(gè)程序控制器，壓力傳感器連接氫氣分配器和程序控制器，流量計(jì)的測(cè)量點(diǎn)位于氫氣分配器和單向閥之間，并通過(guò)信號(hào)線(xiàn)連接至程序控制器，程序控制器通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與低壓儲(chǔ)氫容器、中壓儲(chǔ)氫容器和高壓儲(chǔ)氫容器各自的控制閥門(mén)(cvl)、(cv2)、(cv3)連接。全文摘要本發(fā)明涉及一種加氫優(yōu)化控制方法及其系統(tǒng)，旨在提供一種加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法，即加氫站中儲(chǔ)氣罐分為高中低三組；為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)高取氣率和快速加注的目標(biāo)，提出了多目標(biāo)優(yōu)化算法，采用約束法將多目標(biāo)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為若干個(gè)單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題；每個(gè)單目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題屬于動(dòng)態(tài)規(guī)劃范籌，采用由前向后的順序搜索方法；根據(jù)優(yōu)化結(jié)果設(shè)計(jì)出具體的程序控制流程，為加氫站的加注系統(tǒng)設(shè)計(jì)出最佳的加注方式。本發(fā)明還提供了一種用于前述加氫站高效加氫的三級(jí)加注優(yōu)化控制方法的氫氣加注系統(tǒng)，包括儲(chǔ)氫容器、充氣閥、壓力傳感器、氫氣分配器、流量計(jì)和單向閥；儲(chǔ)氫容器包括低壓儲(chǔ)氫容器、中壓儲(chǔ)氫容器和高壓儲(chǔ)氫容器；還包括一個(gè)程序控制器。文檔編號(hào)G05B13/02GK101315545SQ20081006358公開(kāi)日2008年12月3日申請(qǐng)日期2008年6月27日優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日發(fā)明者葉建軍,萍唐,平徐,健楊,磊趙,鄭津洋申請(qǐng)人:浙江大學(xué)