CN109843728A - 用于降低加氢成本的双层管拖车操作方法和系统 - Google Patents

用于降低加氢成本的双层管拖车操作方法和系统 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的方法和系统。加氢站包括在加注站管拖车上的双层燃料供应压力容器，具有第一层和第二层压力容器，其包括连接在一起的至少一个或多个压力容器。单独的控制单元联接到第一层和第二层压力容器，每个控制单元联接到压缩机。压缩机通过单独的控制单元联接到高压缓冲存储器。在操作中，在每个层中监测压力。氢在第一层压力容器组、第二层压力容器和高压缓冲器之间选择性地合并。基于监测的压力，使用第一层压力容器、第二层压力容器组和高压缓冲器中的一个来对车辆加注。

Description

用于降低加氢成本的双层管拖车操作方法和系统
本发明的合同起源
根据美国政府与代表Argonne国家实验室的UChicago Argonne，LLC之间的合同号DE-AC02-06CH11357，美国政府拥有本发明的权利。
技术领域
本发明总体涉及加氢系统，更具体地，涉及一种用于操作双层加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的方法和系统。
背景技术
本发明人于2015年4月2日公布并转让给本受让人的美国专利公开2015/0090364A1公开了一种用于操作加注站的方法和设备，该加注站包括源管拖车和至少一个压缩机以降低加注成本。加注站包括气体燃料供应源，其包括联接到第一控制单元的管拖车上的多个油箱，以及具有预定容量的高压缓冲存储器，其通过压力控制阀和第一控制单元联接到第二控制单元和第一油箱，以及至少一个压缩机。根据每个操作模式开始时加注站的状态，加注站以不同的模式操作。在每个操作模式结束时评估加注系统以识别系统的状态并选择下一个操作模式。操作模式包括在安装在拖车上的管内合并(consolidate)氢气或任何气体燃料。
虽然上述美国专利公开2015/0090364A1提供了对现有技术的改进，但是期望提供一种用于操作加注站管拖车和压缩机的增强方法和系统，以降低氢和其他燃料的加注成本。
期望提供用于操作加注站管拖车和压缩机的这样的增强方法和系统，其包括用于加注站管拖车的双层操作策略，每层包括至少一个压力容器组作为子集加注站管拖车。
期望提供用于操作加注站管拖车和压缩机的这样的增强方法和系统，其最大化在加注站点处的存储利用。
期望提供用于操作加注站管拖车和压缩机的这样的增强方法和系统，其限制在站操作期间经受压力循环的压力容器的数量。
期望提供用于操作加注站管拖车和压缩机的这样的增强方法和系统，其减少配件的数量并简化控制，进一步降低加注成本。
期望提供用于操作加注站管拖车和压缩机的这样的增强方法和系统，其降低压力容器的压力循环对已知装置的风险，同时提供高管拖车有效负载利用。
发明内容
本发明的主要方面是提供一种用于操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的方法和系统。本发明的其他重要方面是提供这样的方法和设备，基本上没有负面影响，并且克服了现有技术装置的一些缺点。
简而言之，提供了一种用于操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的方法和系统。加氢站包括在加注站管拖车上的双层燃料供应压力容器，具有第一层和第二层压力容器，其包括连接在一起的至少一个或多个压力容器。单独的控制单元联接到第一层和第二层压力容器，其中每个控制单元联接到压缩机。所述压缩机通过单独的控制单元联接到高压缓冲存储器。在操作中，在每层中监测压力。氢在第一层压力容器组、第二层压力容器和高压缓冲器之间选择性地合并。基于第一层中的第一预定压力，第一层用于对车辆加注。响应于第一层中的第二预定压力，合并来自第二层压力容器的氢。响应于第一层中的第一预定压力，高压缓冲存储器用于采用第二层对车辆加注。
根据本发明的特征，当压缩机空转且高压缓冲存储器已满时，来自第二层压力容器的氢被合并到第一层压力容器组中。这确保了第一层压力容器组总是处于较高压力，以在加注站操作期间补充高压缓冲器时确保高压缩机吞吐量。
根据本发明的特征，监测每层中的压力包括分别监测每层中的每个压力容器中的压力。
根据本发明的特征，双层燃料供应压力容器配置为限制在站操作期间经受压力循环的压力容器的数量。
根据本发明的特征，双层燃料供应压力容器配置为减少配件的数量并简化控制，进一步降低加注成本。
根据本发明的特征，压缩机和加注站用于有效和高效地服务于大量用户，进一步降低了加油成本。
根据本发明的特征，压缩机任选地包括第一级和第二级，每个级能够独立地处理单独的氢气或气体燃料流。
附图说明
从以下对附图所示的本发明优选实施例的详细描述中，可以最好地理解本发明以及上述和其他目的和优点，其中：
图1A、1B、2A、2B、3、4、5A、5B、6A、6B、7A、7B、8、9、10、11A、11B、12、13A、13B、14和15示意性地示出了不按比例的示例加注站管拖车系统，用于实施根据优选实施例的操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的方法；和
图16是示出根据优选实施例的用于操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的示例步骤的流程图。
具体实施方式
在本发明实施例的以下详细描述中，参考了附图，附图示出了可以实践本发明的示例实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构改变。
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是要限制本发明。如这里所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组。
根据本发明的特征，提供了一种用于操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的方法和系统。加氢站包括在加注站管拖车上的双层燃料供应压力容器，具有第一层和第二层压力容器，其包括连接在一起的至少一个或多个压力容器。单独的控制单元联接到第一层和第二层压力容器，其中每个控制单元联接到压缩机。所述压缩机通过单独的控制单元联接到高压缓冲存储器。在操作中，在每层中监测压力。氢在第一层压力容器组、第二层压力容器和高压缓冲器之间选择性地合并。基于第一层中的第一预定压力，第一层用于对车辆加注。响应于第一层中的第二预定压力，合并来自第二层压力容器的氢，响应于第一层中的第二预定压力，高压缓冲存储器用于对车辆加注。
根据本发明的特征，在层1中，优选配置的压力容器包括至少两组可以提供不同功能的压力容器；例如一组最初将填充车辆，而另一组压力容器将补充高压缓冲存储器。然而，在层2中，所有压力容器都聚集在一起作为一个单元运行。
现在参考附图，在图1A、1B、2A、2B、3、4、5A、5B、6A、6B、7A、7B、8、9、10、11A、11B、12、13A、13B、14和15中，示意性地示出了示例加注站管拖车系统模式，用于实施根据优选实施例的操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的方法。
如图1A、1B、2A、2B、3、4、5A、5B、6A、6B、7A、7B、8、9、10、11A、11B、12、13A、13B、14和15所示，每个示出的示例加注站管拖车系统包括在加注站管拖车上的双层燃料供应压力容器，具有连接在一起的至少一组压力容器的第一层101压力容器102以及第二层103压力容器102，每个层101、103包括分别连接在一起的至少一个或多个压力容器102。单独的控制单元A、B、104、106联接到第一层101和第二层103压力容器102，每个控制单元联接到压缩机108。压缩机108通过单独的控制单元C、112联接到高压缓冲存储器110。压力控制装置114将控制单元A、104连接到控制单元C、112。制冷单元116将氢冷却到联接在控制单元C、112和调节氢气流入车辆的车载油箱内的分配器118之间的所需温度。
管拖车上的双层操作高压容器组102(在操作压力或接近操作压力下)最初用于填充车辆油箱并向压缩机108供应氢气，直到压力不再能够维持车辆加注所需的必要流量。在双层操作高压容器组102中，压力循环有利地减小到最小或完全避免。通过从管拖车上的第一层101压力容器中的具有最高压力的压力容器组102移动氢来补充高压缓冲器110。管拖车上的压力容器102的双层操作使压缩机108的使用和加注站处的存储最大化，并限制在站操作期间经受压力循环的压力容器102的数量。这种双层操作降低了在现有技术的管拖车合并操作中观察到的压力循环的风险，同时确保了高的管拖车有效负载利用。此外，双层操作减少了配件的数量并简化了控制104、106和112，这将进一步降低加注成本。
现在参考图1A，示出了通常由附图标记100表示的操作模式1A。在模式1A 100中，分配器118连接到管拖车上的压力容器组102，用于初始车辆填充。H2或气体燃料直接从在层101中具有最高压力的压力容器组102抽出(即绕过压缩机108和缓冲存储器110)来填充车辆油箱。缓冲存储器110处于满容量。分配器118被车辆占据以开始加注。当压力容器层和车辆油箱之间的质量流量达到预定的下限或者直到分配器118处的所需压力不能维持车辆加注所需的必要流量时，模式1A结束。
同时在模式1A 100中，通过压缩机108从层2 103中的压力容器102填充(合并)管拖车的层1 101中具有最高压力的非活动压力容器组102。如果目标压力容器102(层1压力容器组102)中的压力达到额定最大压力，则选择层1 101中的下一个最高压力容器组102从层2填充(合并)。这一直持续到合并完成(即除了被从中抽出的之外，层1 101中的所有压力容器组102处于额定最大压力或者层2中的所有压力容器处于其规定返回压力)。
现在参考图1B，示出了通常由附图标记120表示的操作模式1B。模式1B 120紧跟模式1A，其中分配器118连接到缓冲存储器110以将车辆填充到其最大可能的充气状态。
从具有最低压力(在该时刻的车辆油箱压力之上)的高压缓冲存储器110压力容器组抽取H2或气体燃料以继续填充车辆油箱。这一直持续到所选择的高压缓冲存储器的压力容器组与车辆油箱之间的质量流量达到预定的下限或直到分配器118处的压力不能维持车辆加注所需的必要流量。此时，分配器(或控制单元B)将氢源切换到另一高压缓冲存储器的压力容器组，其压力高于车辆油箱。分配器保持在高压缓冲源的组之间切换，直到车辆油箱达到其最大可能的充气状态。当车辆达到其最大可能的充气状态时，模式1B结束。
同时在模式1B 120中，通过压缩机108，从层2中的压力容器102填充(合并)在管拖车的层1 101中具有最高压力(低于额定最大压力)的压力容器组102。如果目标压力容器102(层1 101压力容器组102)中的压力达到额定最大压力，则层1 101中的下一个最高压力容器组102被选择从层2103填充(合并)。这一直持续到状态改变或直到完成合并(即除了被从中抽出的之外，层1 101中的所有压力容器组102处于额定最大压力或者层2 103中的所有压力容器102处于其规定返回压力)。
参考图2A和2B，示出了当高压缓冲存储器110不是满容量且车辆在分配器118处加注时相应的操作模式2A、2B，其通常由相应的附图标记200、220表示。操作模式2A 200和模式2B 220经常发生在高峰时段(连续填充)期间。
在图2A所示的模式2A 200中，分配器118连接到层1 101管拖车压力容器组102，用于初始车辆填充。H2或气体燃料直接从在层1 101中具有最高压力的压力容器组102抽出(即绕过压缩机108和缓冲存储器110)来填充车辆油箱。当压力容器组102和车辆油箱之间的质量流量达到预定的下限或者直到分配器118处的压力不能维持车辆加注所需的必要流量时，模式2A200结束。
同时在模式2A 200中，通过压缩机108，以最高压力从管拖车的层1 101中的非活动压力容器组102填充具有最高压力的高压缓冲存储器110的非活动压力容器组。一旦高压缓冲存储器110压力容器组达到其额定最大压力，压缩机108排放切换到以最高压力(低于额定最大压力)填充高压缓冲存储器110的下一个压力容器组。这一直持续到高压缓冲存储器110的所有压力容器组达到其额定最大压力或者直到层1 101压力容器组102处于其最小规定操作压力。
在图2B的模式2B 220中，分配器118连接到高压缓冲存储器110，以将车辆填充到其最大可能的充气状态。以最低压力(在该时刻的车辆油箱压力之上)从高压缓冲存储器110压力容器组抽出H2或气体燃料以继续填充车辆油箱。这一直持续到所选择的高压缓冲存储器的压力容器组与车辆油箱之间的质量流量达到预定的下限或者直到分配器118处的压力不能维持车辆加注所需的必要流量。此时，分配器118(或者控制单元C 112)将氢源切换到高压缓冲存储器110的另一压力容器组，其压力高于车辆油箱。分配器118保持高压缓冲源110的组之间的切换，直到车辆油箱达到其最大可能的充气状态。当车辆达到其最大可能的充气状态时，模式2B 220结束。
同时在模式2B 220中，通过压缩机108，以最高压力从管拖车的层2 103中的非活动压力容器102填充具有最高压力的高压缓冲存储器110的非活动压力容器组。一旦高压缓冲存储器110压力容器组达到其额定最大压力，压缩机108排放切换到以最高压力(低于额定最大压力)填充下一个高压缓冲存储器的压力容器组。这一直持续到所有高压缓冲存储器110压力容器组达到其额定最大压力或者直到层1 101压力容器组102处于其最小规定操作压力。
参考图3，示出了通常由附图标记300表示的操作模式3。在模式3 300中，分配器118未被占用并且缓冲存储器110不处于满容量。通过压缩机108，以最高压力从管拖车的层1 101中的非活动压力容器组120填充具有最高压力的高压缓冲存储器110的容器组。一旦该高压缓冲存储器压力容器组达到其额定最大压力，压缩机排放切换到以最高压力(低于额定最大压力)填充高压缓冲存储器110的下一个容器组。这一直持续到所有高压缓冲存储压力容器组达到其额定最大压力或者直到层1 101压力容器组102处于其最小规定操作压力。
参考图4，示出了通常由附图标记400表示的操作模式4。在模式4 400中，分配器118未被占用并且缓冲存储器110处于满容量。通过压缩机108，从层2 103中的压力容器102填充(合并)管拖车的层1 101中的具有最高压力的非活动压力容器组102。当目标压力容器102(层1 101压力容器组102)中的压力达到额定最大压力时，层1 101中的下一个最高压力容器组102被选择从层2 103填充(合并)。这一直持续到合并完成(即层1 101中的所有压力容器组102处于额定最大压力或层2 103中的所有压力容器102处于其规定返回压力)。
参考图5A、5B、6A、6B、7A、7B、8、9和10中，示出了通过高压缓冲存储器110进行车辆填充的操作模式，其中压缩机108具有两个级：级1502和级2 504，每个都能够独立地处理单独的流(模式5A、5B、6A、6B、7A、7B、8、9和10)。
在图5A、5B、6A、6B、7A、7B、8、9和10中，当多级压缩机108的两个级即级1 502和级2504配置为独立工作时(即每个级可以独立地处理单独的流)，类似于两个单独的单级压缩机的操作，加注站的操作可以在模式5A、5B、6A、6B、7A、7B、8、9和10中表示。在布置中，压缩机的一个级1 502可专用于将氢从层2 103压力容器移动到层1 101压力容器组的合并；同时压缩机的另一级2、504可专用于通过将氢从层1 101压力容器组102移动到高压缓冲存储器110来补充高压缓冲存储器110。在这些模式的每一个期间，以下任务1(车辆加注)、2(补充高压缓冲存储)和3(管拖车合并)随时随地进行。
如果高压缓冲存储器110已满并且从层2 103到层1 101的管拖车合并是可能的，则不执行任务2(补充高压缓冲存储器)。在这种情况下，压缩机的级2 504实际上是空闲的(例如通过在闭环中循环氢而没有效果)，而压缩机的级1 502从层2 103合并到管拖车的层1 101中。类似地，如果高压缓冲存储器110未满并且管拖车不能被合并(即除了被从中抽出的之外，层1 101中的压力容器组102处于额定最大压力或层2 103中的所有压力容器102处于其规定返回压力)，压缩机的级1 502实际上是空闲的，而压缩机的级2 504补充高压缓冲存储器110。
任务1(车辆加注)：
(a)H2或气体燃料直接从层1 101中的具有最高压力的压力容器组102中抽出(即绕过压缩机和缓冲存储器110)以填充车辆油箱。当压力容器组102和车辆油箱之间的质量流量达到预定的下限或直到分配器118处的压力不能维持车辆加注所需的必要流量时，该子任务结束。
(b)从具有最低压力(在该时刻的车辆油箱压力之上)的高压缓冲存储器110压力容器组抽出H2或气体燃料以继续填充车辆油箱。这一直持续到所选择的高压缓冲存储器的压力容器组与车辆油箱之间的质量流量达到预定的下限或直到分配器118处的压力不能维持车辆加注所需的必要流量。此时，分配器110(或控制单元C 112)将氢源切换到另一个高压缓冲存储器的压力容器组，其压力高于车辆油箱。分配器118保持高压缓冲存储器110的组之间的切换，直到车辆油箱达到其最大可能的充气状态。当车辆达到其最大可能的充气状态时，该任务结束。
任务2(补充高压缓冲存储器)：
(a)通过压缩机的级2 504，以最高压力从管拖车的层1 101中的非活动压力容器组102填充具有最高压力的非活动高压缓冲存储器容器组。一旦高压缓冲存储器压力容器组达到其额定最大压力，压缩机第二级的排放就会切换到以最高压力(低于额定最大压力)填充下一个高压缓冲存储器的压力容器组。这一直持续到所有高压缓冲存储器压力容器组达到其额定最大压力，或直到层1 101压力容器组102处于其最小规定操作压力，或直到状态改变。
(b)层2 103压力容器102处于其最小规定操作压力。通过两个压缩机级1 502-2504的组合操作，以最高压力从管拖车的层1 101中的非活动压力容器组102填充具有最高压力的非活动高压缓冲存储器110容器组(其中压缩机的级1 502从层1 101抽取并且供给到压缩机的级2 504)。一旦高压缓冲存储器110压力容器组达到其额定最大压力，压缩机第二级2 504的排放就会切换到以最高压力(低于额定最大压力)填充下一个高压缓冲存储器的压力容器组。这一直持续到高压缓冲存储器110的所有压力容器组达到其额定最大压力，或直到层1 101压力容器组102处于其最小规定操作压力，或直到状态改变。
任务3(管拖车合并)：
通过压缩机的级1，从层2中的压力容器填充(合并)管拖车的层1中的具有最高压力的非活动压力容器组。如果目标压力容器组(层1压力容器组)中的压力达到额定最大压力，则层1中的下一个最高压力容器组被选择从层2填充(合并)。这一直持续到合并完成(即除了被从中抽出的之外，层1中的所有压力容器组处于额定最大压力或者层2中的所有压力容器处于其规定返回压力)，或者直到状态改变。
参考图5A和5B，示出了通常由附图标记500、520指示的相应操作模式5A、5B。操作模式5A 500和5B 520类似于具有压缩机108的模式1A 100和1B 120，该压缩机108具有两个级1 502-2 504，每个级能够独立地处理单独的流；完成任务1(a)和任务3，然后是任务1(b)和任务3。
参考图6A和6B，示出了通常由附图标记600、620指示的相应操作模式6A、6B。操作模式6A 600和6B 620类似于具有压缩机108的模式2A 200和2B 220，该压缩机108具有两个级1 502-2 504，每个级能够独立地处理单独的流；完成任务1(a)和任务2(a)，然后是任务1(b)、任务2(b)和任务3。
参考图7A和7B，示出了通常由附图标记700、720指示的相应操作模式7A、7B。操作模式7A 700和7B 720类似于具有压缩机108的模式3 300，该压缩机108具有两个级1 502-2504，每个级能够独立地处理单独的流；完成任务2(a)和任务3。
参考图8，示出了通常由附图标记800指示的操作模式8。操作模式8 800类似于具有压缩机108的模式4 400，该压缩机108具有两个级1 502-2 504，每个级能够独立地处理单独的流；完成任务3。
参考图9，示出了通常由附图标记900表示的操作模式9。操作模式9 900类似于具有压缩机108的模式2A 200和2B 220，该压缩机108具有两个级1 502-2 504，每个级能够独立地处理单独的流；完成任务1(b)和任务2(b)。
参考图10，示出了通常由附图标记1000表示的操作模式10。操作模式10 1000类似于具有压缩机108的模式3 300，该压缩机108具有两个级1502-2 504，每个级能够独立地处理单独的流；完成任务2(b)。
参考图11A、11B和12，示出了操作模式，其中车辆直接通过处理一个氢气流的压缩机108填充(模式1100、1120和1200)。
在图11A、11B和12中，当压缩机108配置为仅处理一个氢气流时，没有高压缓冲存储器110的加注站的操作可以在模式1100、1120和1200中表示。在这种情况下，压缩机108可以专用于将氢从层2 103压力容器102移动到层1 101压力容器组102的合并，或者压缩机108可以专用于通过经由分配器118将氢从层1 101压力容器组102移动到车辆油箱来填充车辆油箱。在这些模式中的每一个期间，随时随地执行以下任务4(车辆加注)和5(管拖车合并)。
任务4(车辆加注)：
(a)H2或气体燃料直接从层1 101中的具有最高压力的压力容器组102中抽出(即绕过压缩机208)以填充车辆油箱。当压力容器组和车辆油箱之间的质量流量达到预定的下限或直到分配器118处的压力不能维持车辆加注所需的必要流量时，该子任务结束。
(b)通过压缩机108，从层1 101中的具有最高压力的压力容器组102中直接抽出H2或气体燃料以填充车辆油箱。当车辆达到其最大可能的充气状态时，该任务结束。
任务5(管拖车合并)：
通过压缩机108，从层2 103中的压力容器102填充(合并)管拖车的层1 101中的具有最高压力的非活动压力容器组。如果目标压力容器组(层1 101压力容器组)中的压力达到额定最大压力，则层1 101中的下一个最高压力容器组102被选择从层2 103填充(合并)。这一直持续到合并完成(即除了被从中抽出的之外，层1 101中的所有压力容器组处于额定最大压力或者层2 103中的所有压力容器102处于其规定返回压力)，或者直到状态改变。
在图11A、11B中，操作模式11A 1100和11B 1120包括完成任务4(a)和任务5，然后是任务4(b)。
在图12中，操作模式12 1200包括完成任务5。
参照图13A、13B、14和15，示出了具有经由压缩机的车辆填充的操作模式，压缩机具有两个级，每个级能够独立地处理单独的流(模式13A 1300、13B 1320、14 1400和151500)。
在图13A、13B、14和15中，当多级压缩机118的两个级即级1 502和级2 504配置为独立工作时(即每个级可以独立地处理单独的流)，类似于两个单独的单级压缩机的操作，没有高压缓冲存储器的加注站的操作可以在模式13A 1300、13B 1320、14 1400和15 1500中表示。在这种情况下，压缩机的一个级1 502可专用于将氢从层2 103压力容器组102移动到层1 101压力容器组102的合并；同时压缩机的另一级2、504可专用于通过经由分配器118将氢从层1 101压力容器组102移动到车辆油箱来填充车辆油箱。在这些模式中的每一个期间，以下任务6(车辆加注)和7(管拖车合并)随时随地进行。
任务6(车辆加注)：
(a)H2或气体燃料直接从层1 101中的具有最高压力的压力容器组102中抽出(即绕过压缩机208)以填充车辆油箱。当压力容器组102和车辆油箱之间的质量流量达到预定的下限或直到分配器118处的压力不能维持车辆加注所需的必要流量时，该子任务结束。
(b)通过压缩机的级2 504，从层1 101中的具有最高压力的压力容器组102中直接抽出H2或气体燃料以填充车辆油箱。当车辆达到其最大可能的充气状态时，该任务结束。
(c)层2 103压力容器组102处于其最小规定操作压力。通过直接供给压缩机的级2504的压缩机的级1 502，在组合操作中，从层1 101中的具有最高压力的压力容器组102中直接抽出H2或气体燃料以填充车辆油箱。当车辆达到其最大可能的充气状态时，该任务结束。
任务7(管拖车合并)：
通过压缩机的级1 502，从层2 103中的压力容器102填充(合并)管拖车的层1 101中的具有最高压力的非活动压力容器组102。如果目标压力容器组102(层1 101压力容器组102)中的压力达到额定最大压力，则层1 102中的下一个最高压力容器组102被选择从层2103填充(合并)。这一直持续到合并完成(即除了被从中抽出的之外，层1 101中的所有压力容器组102处于额定最大压力或者层2中的所有压力容器102处于其规定返回压力)。
在图13A、13B中，操作模式13A 1300和13B 1320包括完成任务6(a)和任务7，然后是任务6(b)和任务7。
在图14中，操作模式14 1400包括完成任务7。
在图15中，操作模式15 1500包括完成任务6(c)。
在模式1A、1B、2A、2B、3、4、11A、11B和12中，压缩机108指的是处理一个氢气流的压缩机。在模式5A、5B、6A、6B、7A、7B、8、9、10、13A、13B、14和15中，级1 502或级2 504指的是压缩机108，其中每个级可以包括一起工作的多个级(例如在4级压缩机中，其中第一和第二级可以组合以表示级1 502，第三和第四级可以组合以表示级2 504)。这样的级1 502和级2504独立地能够处理单独的流。
参照图16，示出了根据优选实施例的通常由附图标记1600表示的用于操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的示例步骤。如方框1602所示，管拖车上的多个压力容器组102配置或分成第一层1 101和第二层2 103，每层包括至少一个压力容器组，其具有单独的控制单元A 104和B 106。每个控制单元A 104和B 106联接到压缩机10。高压缓冲存储器110可选地通过单独的控制单元C 112联接到压缩机108，如上所述。
如方框1604所示，监测每个层1 101和层2 103中的压力，包括层1 101和层2 103中的每个压力容器组102，并基于所监测的压力，执行选择性地使用层1 101、层2 103和高压缓冲存储器110中的一个来对车辆加注，如上所述。
如方框1606所示，基于所监测的压力，执行在层1 101、层2 103和高压缓冲存储器110之间选择性地合并氢气(或其他气体燃料)，如上所述。
虽然已经参考附图中所示的本发明的实施例的细节描述了本发明，但是这些细节并不旨在限制所附权利要求中要求保护的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的系统，包括：
加氢站，其包括在加注站管拖车上的双层燃料供应压力容器，具有第一层和第二层压力容器，其包括连接在一起的至少一个或多个压力容器；
压缩机；
单独的控制单元，其联接到第一层和第二层压力容器，其中每个控制单元联接到所述压缩机；
高压缓冲存储器，其通过单独的控制单元联接到所述压缩机；以及
所述单独的控制单元监测每层的压力，并且基于所监测的压力，选择性地在所述第一层压力容器、所述第二层压力容器和所述高压缓冲存储器之间合并氢，并使用所述第一层压力容器、所述第二层压力容器和所述高压缓冲存储器中的所选择的一个来对车辆加注。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述单独的控制单元监测每层中的压力包括基于第一层中的第一预定压力，所述单独的控制单元使用第一层来对车辆加注。
3.如权利要求2所述的系统，包括所述单独的控制单元响应于第一层中的第二预定压力并且基于第二层中的第一预定压力，使用所述高压缓冲存储器来对车辆加注。
4.如权利要求3所述的系统，包括所述单独的控制单元将氢从所述第二层压力容器合并到所述第一层压力容器中。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述压缩机包括单级。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述压缩机包括第一级和第二级，并且所述第一级和所述第二级独立地能够处理单独的氢气流。
7.如权利要求1所述的系统，其中，当所述压缩机的第二级有效地空转并且所述高压缓冲存储器已满时，所述单独的控制单元将氢从第二层压力容器组合并到第一层压力容器组中。
8.如权利要求1所述的设备，其中，所述两层燃料供应压力容器配置成限制在站操作期间经受可能的压力循环的压力容器的数量。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述两层燃料供应压力容器配置成减少配件的数量并简化控制，进一步降低了加油成本。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述两层燃料供应压力容器配置成有效且高效地服务多个用户，从而进一步降低加注成本。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述单独的控制单元响应于所述监测的压力实现所选择的预定操作模式。
12.如权利要求1所述的设备，包括连接到车辆用于加注的分配器，并且其中，所述单独的控制单元响应于所述分配器连接到所述车辆而实现预定的操作模式。
13.如权利要求1所述的设备，其中，当所述压缩机的第二级有效地空转并且所述高压缓冲存储器已满时，响应于所述监测的压力，所述单独的控制单元实现预定的操作模式，用于将氢从第二层压力容器合并到第一层压力容器中。
14.一种操作加注站管拖车和压缩机以降低加氢成本的方法，包括：
提供加氢站，其包括在加注站管拖车上的双层燃料供应压力容器，具有第一层和第二层压力容器，每个所述层包括连接在一起的至少一个或多个压力容器；
将单独的控制单元联接到所述第一层和所述第二层压力容器中的每一个；
将压缩机联接到所述第一层和所述第二层压力容器；
提供通过另一个单独的控制单元联接到所述压缩机的高压缓冲存储器；
所述单独的控制单元在每层和所述高压缓冲存储器中监测，并且基于所述监测的压力，选择性地使用所述第一层压力容器、所述第二层压力容器和所述高压缓冲存储器中的所选择的一个来对车辆加注。
15.如权利要求14所述的方法，包括所述单独的控制单元基于监测的压力在所述第一层压力容器、所述第二层压力容器和所述高压缓冲器之间选择性地合并氢。
16.如权利要求15所述的方法，包括当所述压缩机的第二级有效地空转并且所述高压缓冲存储器已满时，所述单独的控制单元将氢从所述第二层压力容器合并到所述第一层压力容器组中。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述单独的控制单元监测每层和所述高压缓冲存储器中的压力包括所述单独的控制单元监测所述第一层压力容器和所述第二层压力容器中的每个所述压力容器中的压力。
18.如权利要求14所述的方法，包括所述单独的控制单元基于第一层中的第一预定压力，使用所述第一层来对车辆加注。
19.如权利要求18所述的方法，包括所述单独的控制单元响应于所述第一层中的第二预定压力，使用所述高压缓冲存储器来对车辆加注。
20.如权利要求14所述的方法，其中，提供所述压缩机包括为所述压缩机提供第一级和第二级，并且所述第一级和所述第二级都独立地能够处理单独的氢气流。
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