CN112686561B - 一种氢能源信息的综合管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种氢能源信息的综合管理系统，包括S101，通过监测传感器采集氢能信息数据；S102，基于氢能信息数据，计算生产氢能可能性系数，并判断是否可以启动氢能生产；S103，基于氢能信息数据，计算配送氢能可能性系数，并判断是否可以向加注站配送氢能；S104，基于所述氢能信息数据，计算氢能用户端的运行数据信息，并确定氢能用户端的投放位置、运输路线以及定期维护时间，完成对氢能源信息的综合管理。本申请还提供一种氢能源信息的综合管理方法。本申请能够实时监控氢能的各个环节，实现安全、高效地生产，并且能为氢能用户端提供最佳的运行方式。
Description
技术领域
本申请涉及氢能信息管理技术领域，尤其涉及一种氢能源信息的综合管理系统及方法。
背景技术
氢能是被认为是未来最有前景的能源之一，因此，氢能的生产、储存、运输及其应用也成为了备受关注的焦点。氢能具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，并且氢燃烧的产物是水，不会产生任何污染。氢能在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75％，资源丰富，能够实现可持续发展。目前，世界各国都在大力发展氢能技术，构建氢能产业链。氢能的产业链较长，涉及生产、运输、加注和应用等环节。
现有技术中，并不存在对于氢能的生产、运输、加注和高效应用以及生产、运输、加注中可能存在的安全隐患进行全面实时监控管理，并根据监控信息对氢能的生产、运输、加注及应用作出相应的调整干涉的系统。
发明内容
本申请提供了一种氢能源信息的综合管理系统及方法，以解决现有技术中存在的不能实现对氢能的生产、运输、加注和高效应用以及生产、运输、加注中可能存在的安全隐患进行全面实时监控管理的问题。
本申请提供一种氢能源信息的综合管理方法，所述综合管理方法具体包括以下步骤：
S101，通过监测传感器采集氢能信息数据；
S102，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能生产预测算法，计算生产氢能可能性系数，并通过所述生产氢能可能性系数判断是否可以启动氢能生产；
S103，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能运输预测算法，计算配送氢能可能性系数，并通过所述配送氢能可能性系数判断是否可以向加注站配送氢能；
S104，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能车辆管理算法，计算氢能用户端的运行数据信息，并通过所述氢能用户端的运行数据信息确定氢能用户端的投放位置、运输路线以及定期维护时间，完成对氢能源信息的综合管理。
在本申请的较佳实施例中，进一步地，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能生产预测算法，计算生产氢能可能性系数，并通过所述生产氢能可能性系数判断是否可以启动氢能生产具体包括：
对所述氢能信息数据分别分配权重，计算生产氢能可能性系数；
当所述氢能生产系数≥设定阈值A时，可以生产氢能的产量为A*(50％-100％)*(上月生产氢能的平均生产量)。
在本申请的较佳实施例中，更进一步地，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能生产预测算法，计算生产氢能可能性系数，并通过所述生产氢能可能性系数判断是否可以启动氢能生产还包括：
当所述氢能生产系数＜设定阈值A时，可以生产氢能的产量为A*(0％-50％)*(上月生产氢能的平均生产量)。
上述技术方案中，计算所述生产氢能可能性系数需要电网负荷、当前电价、当前氢气市场价格、气象数据、加注站氢能加注量和氢能剩余量以及氢能电动车、氢能电动车的氢能剩余量等氢能信息数据作为输入参数。
在本申请的较佳实施例中，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能运输预测算法，计算配送氢能可能性系数，并通过所述配送氢能可能性系数判断是否可以向加注站配送氢能具体包括：
对所述氢能信息数据分别分配权重，计算配送氢能可能性系数；
若所述配送氢能可能性系数＞50％，则向所述加注站配送氢能，反之，则暂缓向所述加注站配送氢能。
上述技术方案中，计算所述配送氢能可能性系数需要加注站的氢能加注量、氢能电动车、氢能电动船的氢能剩余量及其位置信息等氢能信息数据作为输入参数。
另外，本申请还提供一种氢能源信息的综合管理系统，所述综合管理系统包括：
氢能生产监控模块，用于监控制氢装置、储氢装置和脱氢装置的氢能数据信息；
氢能运输监控模块，用于监控氢能运输车辆和氢气输送管道的氢能数据信息；
氢能加注监控模块，用于监控加注站的氢能数据信息；
氢能安全监控模块，用于监控所述氢能生产监控模块和所述氢能运输监控模块以及所述氢能加注监控模块中的氢能使用安全数据信息；
用户监测模块，用于监测氢能用户端的运行数据信息；
处理器模块，利用监测传感器传输的传感器信息数据，对氢能的生产、运输、加注及所述氢能用户端的运行进行综合管理；
其中，所述氢能生产监控模块、所述氢能运输监控模块、所述氢能加注监控模块、所述氢能安全监控模块以及所述用户监测模块均与所述处理器模块通信连接。
上述技术方案中，所述氢能生产监控模块所监控的氢能数据信息包括产氢量、储氢量、脱氢量、储氢空余量、制氢装置、储氢装置和脱氢装置各个装置的压力、温度、流量等信息数据，所述氢能运输监控模块所监控的氢能信息数据包括各个运输车辆的位置、运输罐体的氢气压力、氢气泄露数据以及氢气输送管道的流量、压力、泄露等信息数据，所述氢能加注监控模块所监控的氢能数据信息包括各个氢能加注站的实时氢能加注数据和加注站的氢气库存数据等信息，所述氢能安全监控模块所监控的氢能使用安全数据信息包括氢能生产、运输、加注和应用环节的氢气泄露数据、压力和监控图像等信息数据，所述用户监测模块所监测的氢能用户端的运行信息数据包括氢能燃料汽车、氢能共享单车、氢能电动船、氢能微型移动电源的位置信息数据和氢能燃料使用信息数据等，所述处理器模块根据接收到的当前氢气价格、电价、电网负荷数据、气象数据等信息数据，并根据上述信息数据计算最佳的生产氢能的时间、最佳运输氢能的时间、最佳氢能生产方式和氢能用户端(即氢能电动汽车、氢能共享单车和氢能电动船)的最佳运行方式。
在本申请的较佳实施例中，进一步地，所述监测传感器包括氢气流量监测传感器、储氢液体体积传感器、温度传感器、固态储氢压力传感器、氢气泄露监测传感器、可见光传感器以及红外监测传感器。
在本申请的较佳实施例中，更进一步地，所述监测传感器通过无线通信方式向所述处理器模块传输传感器信息数据。
本申请的一种氢能源信息的综合管理系统及方法，相较于现有技术而言，具有以下有益效果：
本申请能够通过多个监控模块实时监控氢能的生产、运输、加注及应用等各个环节的氢能数据信息，并且也能监控各个环节使用过程中的安全信息，防止出现氢气泄露等安全隐患，能够实现氢能的安全、高效生产；并且能够实现对氢能从生产到应用环节的整体信息数据的综合监控管理，通过采集到的不同的与氢能使用相关的数据信息，计算氢能用户端的运行数据信息，为氢能用户端提供最佳运行方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种氢能源信息的综合管理方法的流程图；
图2为本申请一种氢能源信息的综合管理系统的整体结构框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
实施例1
参见图1，为一种氢能源信息的综合管理方法的流程图。
如图1所示，本申请提供一种氢能源信息的综合管理方法，所述综合管理方法具体包括以下步骤：
S101，通过监测传感器采集氢能信息数据；
S102，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能生产预测算法，计算生产氢能可能性系数，并通过所述生产氢能可能性系数判断是否可以启动氢能生产；
S103，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能运输预测算法，计算配送氢能可能性系数，并通过所述配送氢能可能性系数判断是否可以向加注站配送氢能；
S104，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能车辆管理算法，计算氢能用户端的运行数据信息，并通过所述氢能用户端的运行数据信息确定氢能用户端的投放位置、运输路线以及定期维护时间，完成对氢能源信息的综合管理。
在本实施例1中，所述步骤S104中通过氢能车辆管理算法，并且以氢能电动汽车、氢能电动船、氢能使用量、氢能剩余量等氢能信息数据作为输入参数，并分配不同的权重，计算所述氢能用户端，即氢能电动汽车、氢能电动船的运行状况、经济效益，并决定氢能电动汽车和氢能电动船的最佳投送地点、运输氢能的路线以及定期维护的时间等，从而实现综合管理。
在上述具体实施方式的基础上，进一步地，所述步骤S102具体包括：
对所述氢能信息数据分别分配权重，计算生产氢能可能性系数；
当所述氢能生产系数≥设定阈值A时，可以生产氢能的产量为A*(50％-100％)*(上月生产氢能的平均生产量)；
当所述氢能生产系数＜设定阈值A时，可以生产氢能的产量为A*(0％-50％)*(上月生产氢能的平均生产量)。
上述技术方案中，计算所述生产氢能可能性系数需要电网负荷、当前电价、当前氢气市场价格、气象数据、加注站氢能加注量和氢能剩余量以及氢能电动车、氢能电动车的氢能剩余量等氢能信息数据作为输入参数。
在本实施例1中，通过电网负荷、当前电价、当前氢气市场价格、气象数据、加注站氢气加注量和剩余量、氢能电动汽车、氢能电动船的氢能剩余量等氢能信息数据作为输入参数，分配不同的权重，计算生产氢能的可能系数。
表1
当阈值A设定为1.1时，计算所述生产氢能可能系数的各个氢能信息数据的权重取值示意表。
需要特别说明的是，在本实施例1中，阈值A的取值并不是固定不变的，上述表1中阈值A的取值也仅是本申请的示例数值，阈值A会随着新增加的氢能加注站、当前的电价政策等的波动而改变，当新增加的氢能加注站较多时，则阈值A需要根据实际情况进行上调，其他氢能信息数据的具体权重也根据实际情况做相应的调整。
根据上述表1可得，当生产氢能可能性系数大于等于1.1时，可以启动氢能生产的量为1.1*(50％-100％)*(上月平均生产量)；小于1.1时，可以启动氢能生产的量为1.1*(0％-50％)*(上月平均生产量)，本实施例1中关于具体的生产氢能可能性系数并未示出，但是本领域技术人员能够根据本实施例1的技术方案结合实际情况得出生产氢能可能性系数的数值。
在上述具体实施方式的基础上，进一步地，所述步骤S103具体包括：
对所述氢能信息数据分别分配权重，计算配送氢能可能性系数；
若所述配送氢能可能性系数＞50％，则向所述加注站配送氢能。
上述技术方案中，计算所述配送氢能可能性系数需要加注站的氢能加注量、氢能电动车、氢能电动船的氢能剩余量及其位置信息等氢能信息数据作为输入参数。
实施例2
参见图2，为本申请的一种氢能源信息的综合管理系统的整体结构框图。
如图2所示，本申请还提供了一种氢能源信息的综合管理系统，所述综合管理系统包括：
氢能生产监控模块，用于监控制氢装置、储氢装置和脱氢装置的氢能数据信息；
氢能运输监控模块，用于监控氢能运输车辆和氢气输送管道的氢能数据信息；
氢能加注监控模块，用于监控加注站的氢能数据信息；
氢能安全监控模块，用于监控所述氢能生产监控模块和所述氢能运输监控模块以及所述氢能加注监控模块中的氢能使用安全数据信息；
用户监测模块，用于监测氢能用户端的运行数据信息；
处理器模块，利用监测传感器传输的传感器信息数据，对氢能的生产、运输、加注及所述氢能用户端的运行进行综合管理；
其中，所述氢能生产监控模块、所述氢能运输监控模块、所述氢能加注监控模块、所述氢能安全监控模块以及所述用户监测模块均与所述处理器模块通信连接(图2中并未示出连接关系)。
上述技术方案中，所述氢能生产监控模块所监控的氢能数据信息包括产氢量、储氢量、脱氢量、储氢空余量、制氢装置、储氢装置和脱氢装置各个装置的压力、温度、流量等信息数据，如图2所示，所述氢能运输监控模块所监控的氢能信息数据包括各个氢能运输车辆的位置、运输罐体的氢气压力、氢气泄露数据以及氢气输送管道的流量、压力、泄露等信息数据，所述氢能加注监控模块所监控的氢能数据信息包括各个氢能加注站的实时氢能加注数据和加注站的氢气库存数据等信息，所述氢能安全监控模块所监控的氢能使用安全数据信息包括氢能生产、运输、加注和应用环节的氢气泄露等安全信息数据、压力和监控图像等信息数据，如图2所示，所述用户监测模块所监测的氢能用户端的运行信息数据包括氢能燃料汽车、氢能共享单车、氢能电动船、氢能微型移动电源的位置信息数据和氢能燃料使用信息数据等，如图2所示，所述处理器模块根据从网络中接收到的当前氢气价格、电价、电网负荷数据、气象数据等信息数据，并根据上述信息数据计算最佳的生产氢能的时间、最佳运输氢能的时间、最佳氢能生产方式和氢能用户端(即氢能电动汽车、氢能共享单车和氢能电动船)的最佳运行方式。
在本实施例2中，进一步地，所述监测传感器包括氢气流量监测传感器、储氢液体体积传感器、温度传感器、固态储氢压力传感器、氢气泄露监测传感器、可见光传感器以及红外监测传感器。
需要说明的是，在本实施例2中，各个监测传感器所安装的位置均为本领域技术人员在使用时的常规安装位置，因此，在本实施例2中并未作出过多说明，但是并不影响本申请技术方案的保护范围。
在本实施例2中，更进一步地，所述监测传感器通过无线通信方式向所述处理器模块传输传感器信息数据。
需要特别说明的是，在本申请中，氢能从生产、运输、加注到应用的各个环节的氢能信息数据并不完全相同，需要根据各个环节的不同，从而采集获取不同的氢能信息数据，并且由于各个环节性质的不同，处理器模块从电网获取的氢能相关信息数据也会有所变化，本申请中统称为氢能信息数据，但本领域技术人员在实际使用时会根据实际情况进行区分，因此，并不构成对本申请保护范围的限定。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种氢能源信息的综合管理方法，其特征在于，所述综合管理方法具体包括以下步骤：
S101，通过监测传感器采集氢能信息数据；
S102，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能生产预测算法，计算生产氢能可能性系数，并通过所述生产氢能可能性系数判断是否可以启动氢能生产；
S103，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能运输预测算法，计算配送氢能可能性系数，并通过所述配送氢能可能性系数判断是否可以向加注站配送氢能；
S104，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能车辆管理算法，计算氢能用户端的运行数据信息，并通过所述氢能用户端的运行数据信息确定氢能用户端的投放位置、运输路线以及定期维护时间，完成对氢能源信息的综合管理；
基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能生产预测算法，计算生产氢能可能性系数，并通过所述生产氢能可能性系数判断是否可以启动氢能生产具体包括：
对所述氢能信息数据分别分配权重，计算生产氢能可能性系数；所述氢能信息数据包括电网负荷、当前电价、当前氢气市场价格、气象数据、加注站氢能加注量和加注站氢能剩余量，还包括氢能电动车和氢能电动船的氢能剩余量；
当所述生产氢能可能性系数≥设定阈值A时，可以生产氢能的产量为A*（50%-100%）*（上月生产氢能的平均生产量）；
当所述生产氢能可能性系数＜设定阈值A时，可以生产氢能的产量为A*（0%-50%）*（上月生产氢能的平均生产量）。
2.根据权利要求1所述的一种氢能源信息的综合管理方法，其特征在于，基于所述氢能信息数据，通过处理器模块中的氢能运输预测算法，计算配送氢能可能性系数，并通过所述配送氢能可能性系数判断是否可以向加注站配送氢能具体包括：
对所述氢能信息数据分别分配权重，计算配送氢能可能性系数；
若所述配送氢能可能性系数＞50%，则向所述加注站配送氢能。
3.一种氢能源信息的综合管理系统，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的一种氢能源信息的综合管理方法，所述综合管理系统包括：
氢能生产监控模块，用于监控制氢装置、储氢装置和脱氢装置的氢能数据信息；
氢能运输监控模块，用于监控氢能运输车辆和氢气输送管道的氢能数据信息；
氢能加注监控模块，用于监控加注站的氢能数据信息；
氢能安全监控模块，用于监控所述氢能生产监控模块和所述氢能运输监控模块以及所述氢能加注监控模块中的氢能使用安全数据信息；
用户监测模块，用于监测氢能用户端的运行数据信息；
处理器模块，利用监测传感器传输的传感器信息数据，对氢能的生产、运输、加注及所述氢能用户端的运行进行综合管理；
其中，所述氢能生产监控模块、所述氢能运输监控模块、所述氢能加注监控模块、所述氢能安全监控模块以及所述用户监测模块均与所述处理器模块通信连接。
4.根据权利要求3所述的一种氢能源信息的综合管理系统，其特征在于，所述监测传感器包括氢气流量监测传感器、储氢液体体积传感器、温度传感器、固态储氢压力传感器、氢气泄露监测传感器、可见光传感器以及红外监测传感器。
5.根据权利要求4所述的一种氢能源信息的综合管理系统，其特征在于，所述监测传感器通过无线通信方式向所述处理器模块传输传感器信息数据。
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