本發(fā)明涉及能量管理，具體涉及一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、氫能作為一種清潔、高效且可持續(xù)的能源載體，其開發(fā)和利用愈發(fā)受到重視，在光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫系統(tǒng)中，能量管理至關(guān)重要。

2、現(xiàn)有技術(shù)中往往缺少一個(gè)指標(biāo)，來衡量pem電解水制氫系統(tǒng)各個(gè)單元功率的整體匹配情況，現(xiàn)有技術(shù)會關(guān)注單個(gè)單元的功率是否在正常范圍內(nèi)，但缺乏對整個(gè)系統(tǒng)功率分配協(xié)調(diào)性的綜合評估，這使得系統(tǒng)在運(yùn)行過程中難以提前預(yù)判因功率匹配不佳而可能引發(fā)的問題。

3、現(xiàn)有技術(shù)中在功率調(diào)控方面，現(xiàn)有技術(shù)往往缺乏靈活性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)單元功率存在偏差時(shí)，不能根據(jù)系統(tǒng)各單元的能效情況進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)控；例如，對于輸入過能單元，可能只是簡單地降低功率，而沒有考慮到該單元的能效比以及整個(gè)系統(tǒng)的能量需求，可能導(dǎo)致過度調(diào)整影響生產(chǎn)效率；對于輸入缺能單元，不能根據(jù)其優(yōu)先調(diào)整值進(jìn)行有序且有效的功率補(bǔ)充，無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量的最優(yōu)分配。

4、為此，本發(fā)明提供一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，以解決上述背景中問題。

2、其中，ems是energy?management?system，表示能量管理系統(tǒng)，pem是protonexchange?membrane，表示質(zhì)子交換膜；

3、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、第一方面：本發(fā)明提供了一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，包括：

5、能量獲取模塊：將pem電解水制氫系統(tǒng)依據(jù)功能的差異劃分多個(gè)單元，在監(jiān)測周期內(nèi)，實(shí)時(shí)采集各單元的功率，通過對單元的功率進(jìn)行時(shí)間維度分析，得到時(shí)段分配功率，將時(shí)段分配功率存儲于數(shù)據(jù)庫中；

6、分析判斷模塊：從數(shù)據(jù)庫中獲取每個(gè)單元的時(shí)段分配功率，將時(shí)段分配功率與需求功率范圍進(jìn)行對比分析，得到輸入過能單元、輸入缺能單元，對輸入過能單元、輸入缺能單元的時(shí)段分配功率進(jìn)行數(shù)值分析，得到單元匹配值dp，基于單元匹配值dp，判斷每個(gè)單元的功率匹配是否需要分析；

7、模型構(gòu)建模塊：若每個(gè)單元的功率匹配需要分析，構(gòu)建電解槽單元、氣體分離單元、氣體凈化單元、冷卻單元的能效評估模型；

8、能效評估模塊：基于單元能效評估模型，獲取單元能效比，將單元能效比與輸入過能單元的功率偏差比進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得到能效評估值pg，基于能效評估值pg，判斷輸入過能單元的時(shí)段分配功率是否需要調(diào)控；

9、能量調(diào)節(jié)模塊：若輸入過能單元的時(shí)段分配功率需要調(diào)控，將需要調(diào)控的輸入過能單元通過數(shù)值計(jì)算，得到待調(diào)控功率值，基于輸入缺能單元的單元能效比、輸入缺能單元的功率偏差比通過數(shù)值分析，得到優(yōu)先調(diào)整值，并構(gòu)建優(yōu)先調(diào)整序列，依據(jù)優(yōu)先調(diào)整序列選出最先的輸入缺能單元，通過最先的輸入缺能單元與待調(diào)控功率值的數(shù)值關(guān)系，對輸入缺能單元的輸入功率進(jìn)行調(diào)控。

10、第二方面，本發(fā)明提供了一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理方法，包括：

11、步驟一、依據(jù)pem電解水制氫系統(tǒng)功能的差異，將系統(tǒng)劃分多個(gè)單元，采集各單元的功率，通過對單元的功率進(jìn)行時(shí)間維度分析，得到時(shí)段分配功率；

12、步驟二、基于每個(gè)單元的時(shí)段分配功率，將單元的時(shí)段分配功率與對應(yīng)的需求功率范圍進(jìn)行對比分析，得到輸入過能單元、輸入缺能單元，對輸入過能單元、輸入缺能單元的時(shí)段分配功率進(jìn)行數(shù)值分析，得到單元匹配值dp，基于單元匹配值dp，判斷每個(gè)單元的功率匹配是否需要分析；

13、步驟三、若每個(gè)單元的功率匹配需要分析，構(gòu)建每個(gè)單元的能效評估模型；

14、步驟四、基于單元能效評估模型，獲取單元能效比，將輸入過能單元的單元能效比與功率偏差比進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得到能效評估值pg，基于能效評估值pg，判斷輸入過能單元的時(shí)段分配功率是否需要調(diào)控；

15、步驟五、若輸入過能單元的時(shí)段分配功率需要調(diào)控，基于輸入缺能單元的單元能效比、輸入缺能單元的功率偏差比通過數(shù)值分析，得到優(yōu)先調(diào)整值，并構(gòu)建優(yōu)先調(diào)整序列，依據(jù)優(yōu)先調(diào)整序列，對輸入缺能單元的輸入功率進(jìn)行調(diào)控。

16、本發(fā)明的有益效果：

17、將pem電解水制氫系統(tǒng)按功能分多個(gè)單元，實(shí)時(shí)獲取并存儲單元時(shí)段分配功率，再由分析判斷模塊對比單元時(shí)段分配功率與需求功率范圍，得到輸入過能單元和輸入缺能單元，并計(jì)算單元匹配值dp，單元匹配值作為衡量系統(tǒng)各單元功率整體匹配情況的綜合指標(biāo)，能反映系統(tǒng)內(nèi)部能量平衡狀態(tài)；例如，當(dāng)?shù)陀趩卧ヅ溟撝禃r(shí)，表明系統(tǒng)存在功率分配不協(xié)調(diào)問題，像電解槽單元功率不足會影響氫氣產(chǎn)量，某單元功率過高會導(dǎo)致過載、過熱，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，通過持續(xù)監(jiān)測變化，可提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性可能出現(xiàn)的問題，便于及時(shí)采取措施，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

18、建立能效評估模型，基于能效評估模型獲取單元能效比，根據(jù)輸入缺能單元的單元能效比和功率偏差比計(jì)算優(yōu)先調(diào)整值并構(gòu)建優(yōu)先調(diào)整序列，有序調(diào)控輸入缺能單元功率，充分考慮各單元能效情況，科學(xué)合理調(diào)控功率，實(shí)現(xiàn)功率的優(yōu)化分配，提高系統(tǒng)整體能效和性能。

技術(shù)特征：

1.一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種光伏離網(wǎng)耦合pem電解水制氫的ems能量管理系統(tǒng)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及能量管理技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種光伏離網(wǎng)耦合PEM電解水制氫的EMS能量管理系統(tǒng)，包括：能量獲取模塊，將PEM電解水制氫系統(tǒng)按功能分多個(gè)單元，獲取時(shí)段分配功率；功率分析模塊，對單元的時(shí)段分配功率與需求功率范圍進(jìn)行對比分析，得到輸入過能單元，判斷每個(gè)單元的功率匹配是否需要分析；模型構(gòu)建模塊，若單元的功率匹配需要分析，構(gòu)建各單元能效評估模型；能效分析單元，計(jì)算能效評估值并判斷輸入過能單元功率是否需調(diào)控；能量調(diào)節(jié)模塊，若輸入過能單元功率需調(diào)控，調(diào)整輸入功率，本系統(tǒng)可提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，優(yōu)化PEM制氫系統(tǒng)各單元的功率分配。

技術(shù)研發(fā)人員：徐鵬飛,譚建峰,龐宗華,李佳奇,范志達(dá),李凱濱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市潤世華氫能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6