CN113005470A - 制氢控制方法及装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

制氢控制方法及装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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CN113005470A CN202110202880.0A CN202110202880A CN113005470A CN 113005470 A CN113005470 A CN 113005470A CN 202110202880 A CN202110202880 A CN 202110202880A CN 113005470 A CN113005470 A CN 113005470A
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Abstract

本公开涉及一种制氢控制方法及装置、电子设备和存储介质，所述方法包括：根据电网功率确定控制电流；根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比；根据控制电流、氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定电解池制备氢气的输出摩尔流量。根据本公开的实施例的制氢控制方法，可基于氢氧比实时控制电解质制备氢气的输出摩尔流量，以控制氢氧比远离爆点，提高制氢的安全性，进而提高制备氢气的灵活性。

Description

制氢控制方法及装置、电子设备和存储介质
技术领域
本公开涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种制氢控制方法及装置、电子设备和存储介质。
背景技术
电解水制氢技术将可再生能源富余电能转化为氢气，以实现电能的快速消纳和长期、大规模存储。在多种电解水制氢技术中，碱性电解水制氢技术发展最成熟，其系统容量大、装机成本低，寿命长，因而应用广泛，然而，其工作灵活性受最低负载限制，无法全功率跟踪指令信号。受到最低负载限制的原因是碱性电解水制氢设备运行过程中会产生氢氧杂质，低负载时，分离器内气体氢氧混合比易接近爆点，引发安全问题。
发明内容
本公开提出了一种制氢控制方法及装置、电子设备和存储介质。
根据本公开的一方面，提供了一种制氢控制方法，包括：根据电网功率确定控制电流；根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比；根据所述控制电流、所述氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，根据所述控制电流、所述氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，包括：基于预设的电流与压力的关系曲线，以及所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力来控制压力，进而确定所述氢气的输出摩尔流量；或者
基于所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力进行状态预测，确定所述氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，基于预设的电流与压力的关系曲线，以及所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力来控制压力，进而确定所述氢气的输出摩尔流量，包括：根据所述控制电流以及预设的电流与压力的关系曲线，确定所述分离器的第二压力；根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，包括：根据所述第二压力对所述第一压力进行反馈调节，确定所述电解池的工作压力；在所述氢氧比小于安全阈值的情况下，根据所述电解池的工作压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，根据所述工作压力制备氢气使得所述氢氧比上升，其中，根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，还包括：在所述氢氧比大于安全阈值的情况下，降低所述工作压力。
在一种可能的实现方式中，基于所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力进行状态预测，确定所述氢气的输出摩尔流量，包括：根据所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制氧侧的氢气含量；根据所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流，进行非线性状态预测处理，获得所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，根据所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流，进行非线性状态预测处理，获得所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，包括：根据所述氢氧比、所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流设置预测的约束条件；根据所述约束条件、所述氢气含量、所述第一压力、所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量和第一压力；根据所述下一工作状态的氢气含量和第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述约束条件包括：根据所述第一压力确定的管径约束；根据所述氢氧比确定的安全约束；以及根据所述第一压力确定的变压速度约束。
在一种可能的实现方式中，根据所述约束条件、所述氢气含量、所述工作压力、所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量和工作压力，包括：在所述约束条件的约束下，根据所述第一压力和所述解池制氧侧的氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的第一压力；以及在所述约束条件的约束下，根据所述氢气含量所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量。
在一种可能的实现方式中，根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比，包括：将所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量进行拉普拉斯变换处理，获得所述氢氧比。
根据本公开的一方面，提供了一种制氢控制装置，包括：电流模块，用于根据电网功率确定控制电流；氢氧比模块，用于根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比；制氢模块，用于根据所述控制电流、所述氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：基于预设的电流与压力的关系曲线，以及所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力来控制压力，进而确定所述氢气的输出摩尔流量；或者基于所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力进行状态预测，确定所述氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：根据所述控制电流以及预设的电流与压力的关系曲线，确定所述分离器的第二压力；根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：根据所述第二压力对所述第一压力进行反馈调节，确定所述电解池的工作压力；在所述氢氧比小于安全阈值的情况下，根据所述电解池的工作压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，根据所述工作压力制备氢气使得所述氢氧比上升，所述制氢模块还用于：在所述氢氧比大于安全阈值的情况下，降低所述工作压力。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：根据所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制氧侧的氢气含量；根据所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流，进行非线性状态预测处理，获得所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：根据所述氢氧比、所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流设置预测的约束条件；根据所述约束条件、所述氢气含量、所述第一压力、所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量和第一压力；根据所述下一工作状态的氢气含量和第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述约束条件包括：根据所述第一压力确定的管径约束；根据所述氢氧比确定的安全约束；以及根据所述第一压力确定的变压速度约束。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：在所述约束条件的约束下，根据所述第一压力和所述解池制氧侧的氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的第一压力；以及在所述约束条件的约束下，根据所述氢气含量所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量。
在一种可能的实现方式中，所述氢氧比模块进一步用于：将所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量进行拉普拉斯变换处理，获得所述氢氧比。
根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行上述方法。
根据本公开的一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
根据本公开的实施例的制氢控制方法，可实时获得氧气-碱液分离器中的氢氧比，并可基于氢氧比实时控制电解质制备氢气的输出摩尔流量，以控制氢氧比远离爆点，提高制氢的安全性，进而提高制备氢气的灵活性。并可通过预设的关系曲线确定合适的压力，在提高制氢灵活性的同时，兼顾制氢的效率。同时，通过监测氢氧比进行安全控制，使得氢氧比处于安全阈值以下，保障制氢过程的安全。进一步地，可基于状态预测处理，在约束条件的约束下，实时确定下一工作状态的氢气的输出摩尔流量，可提升氢气制备量的精确度，并可精确控制压力和氢氧比，使制氢过程兼顾效率与灵活性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
图1示出根据本公开实施例的制氢控制方法的流程图；
图2示出根据本公开实施例的碱性电解水制氢的示意图；
图3示出根据本公开实施例的电解池的隔膜处的示意图；
图4示出根据本公开实施例的碱液循环中的碱液混合现象的示意图；
图5示出根据本公开实施例的压力控制的示意图；
图6示出根据本公开的实施例的氢气杂质在制氧侧流动的示意图；
图7示出根据本公开实施例的压力控制的示意图；
图8示出根据本公开的实施例的压力与电流的关系曲线的示意图；
图9示出根据本公开的实施例的状态预测的示意图；
图10A和图10B示出根据本公开的实施例的制氢控制方法的应用示意图；
图11示出根据本公开实施例的制氢控制装置的框图；
图12示出根据本公开实施例的电子装置的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
图1示出根据本公开实施例的制氢控制方法的流程图，如图1所示，所述制氢控制方法包括：
在步骤S11中，根据电网功率确定控制电流；
在步骤S12中，根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比；
在步骤S13中，根据所述控制电流、所述氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
根据本公开的实施例的制氢控制方法，可基于氢氧比实时控制电解质制备氢气的输出摩尔流量，以控制氢氧比远离爆点，提高制氢的安全性，进而提高制备氢气的灵活性。
在一种可能的实现方式中，通常使用碱性电解水制氢技术来制备氢气，储备能量。该技术通常使用电解池来制备氢气和氧气。
图2示出根据本公开实施例的碱性电解水制氢的示意图，如图2所示，水泵将储水罐中的水加入碱液作为电解原料，循环泵驱动碱液进行循环，碱液经过冷却器冷却后，通过循环泵加入电解池中进行电解，以将水制备成氢气和氧气，进一步地，氢气和氧气分别通过氢气-碱液分离器和氧气-碱液分离器，以将混合的碱液分离，分离出的碱液重新加入碱液循环，分离出的氢气经过除氧器和干燥器后进行储存，分离出的氧气也可进行储存。进一步地，可通过气相色谱仪检测氧气中的杂质，例如，检测氧气中的氢气杂质。此外，还可通过压力传感器检测分离器的压力。
在一种可能的实现方式中，通过上述技术制备氢气通常会受到最低负载的限制，无法全功率跟踪指令信号，例如，无法灵活地响应制氢的信号，或者，在一定的功率负载范围内，无法安全有效地制备氢气。通常，运行功率为最大负载的20％-100％时可以正常制备氢气，而运行功率低于最大负载的20％时无法征程制备氢气，造成了能源的浪费，且降低了制氢的灵活性。
在一种可能的实现方式中，制备氢气受到最低负载的限制的原因在于运行过程中会产生氢氧杂质，低负载时，分离器内气体氢氧混合比易接近爆点，引发安全问题。例如，在制氧侧的氧气-碱液分离器中，氢氧混合的现象较为常见，是制约制氢灵活性的关键，如果氢气含量较多，接近爆点(例如，爆点的氢氧比为4％)，则有可能发生安全事故。
在一种可能的实现方式中，杂质主要通过隔膜处的浓差扩散和压差渗透现象，以及碱液循环中的碱液混合现象两种方式引入。
图3示出根据本公开实施例的电解池的隔膜处的示意图，如图3所示，在电解池隔膜处，由于隔膜两侧存在物质浓度差与压力差，会发生浓差扩散与压差渗透，引入杂质，例如，可将氢气渗透进制氧侧，即，在制氧侧引入氢气杂质。
图4示出根据本公开实施例的碱液循环中的碱液混合现象的示意图，如图4所示，在碱液循环中，溶于碱液的气体混合后回流进入电解池，同样也会引入杂质。例如，电解产物氧气与碱液进入氧气-碱液分离器，分离出氧气体后，剩余碱液中含有部分溶解的氧气，与氢气侧溶解有氢气的碱液混合后，形成含氢氧杂质的碱液进入电解池。这样，在产生氧气并与碱液一同进入氧气-碱液分离器时，碱液中溶解的氢气也会进入氧气-碱液分离器，即，在制氧侧引入了氢气杂质。同样地，在氢气侧也会引入氧气杂质。
针对上述问题，可通过控制上述分离器中的氢氧比，使得氢氧比远离爆点，来提高制备氢气的安全性，并提高制氢灵活性。分离器的压力是影响杂质流量的关键因素，电解池的隔膜处通过浓差扩散现象引入的杂质流量与分离器的压力成正比，电解池的隔膜处通过压差渗透现象引入的杂质流量与分离器的压力的平方成正比，碱液循环中的碱液混合现象引入的杂质流量与分离器的压力成正比。因此，可通过控制分离器的压力(例如，向分离器中加入氮气等气体来控制压力)，来控制杂志的流量，进而控制氢氧比。然而，制氢的灵活性和效率是存在矛盾关系的，如果降低压力，可减少杂质，提高制氢的灵活性，但是制氢的效率较低，如果提升压力，可降低氢气压缩机(氢气输入储氢罐之前，可使用氢气压缩机进行压缩后，再进行存储)的压缩比，即，减慢氢气压缩速度，使得氢气-分离器中的输出的氢气较少，剩余的氢气较多，提升压力，减少能耗，但可能提升氢氧比，导致灵活性下降。因此，可对压力进行控制，使得压力处于合理的水平，兼顾灵活性与效率。在提高制备氢气的安全性，提高制氢灵活性的同时，提高制氢效率。
图5示出根据本公开实施例的压力控制的示意图，如图5所示，可通过制氢来存储电网中的剩余能源，可在步骤S11中，通过电网的功率Pgrid以及电解池的工作电压Uel来确定控制电流
Figure BDA0002948537450000061
进一步地，可通过电流控制器、整流器和变压器等装置调节电流，获得电解池的工作电流iel。电网功率除了为电解池提供电功率Pel之外，还为氢气压缩机提供电功率Pcom。在控制压力的过程中，可通过压力控制器来对分离器的压力进行控制，氢气-碱液分离器和氧气-碱液分离器中的压力是相等的，例如，可通过阀门控制或管道尺寸的设计，使得上述两个分离器中的压力保持相等，通过压力传感器PIR检测任一分离器中的压力即可，在示例中，可检测氢气-碱液分离器中的压力，也可在两个分离器处均设置压力传感器，并始终保持两个压力传感器的示数相同。进一步地，还可通过气相色谱仪GC检测氧气-碱液分离器中的氢氧比(Hydrogen to Oxygen，HTO)，以进行安全控制，即，使得氢氧比小于或等于安全阈值，例如，可将安全阈值设为低于爆点(4％)的值，如1.8％，2％等，本公开对安全阈值不做限制。
在一种可能的实现方式中，在通过压力控制器确定分离器中的压力，进而确定制氢的摩尔流量时，可通过控制电流
Figure BDA0002948537450000062
分离器当前检测到的第一压力以及氧气-碱液分离器中的氢氧比来确定合适的压力，以兼顾制氢的灵活性和效率，并通过上述合适的压力来进行制备氢气、加入氮气、调节压缩机的压缩比等处理。其中，可通过控制电流和第一压力来确定合适的压力，并通过氢氧比来进行安全控制，即，在调节压力使得氢氧比变化后，还需使得氢氧比保持在安全阈值之下。
在一种可能的实现方式中，在步骤S12中，可确定电解池制氧侧的氢氧比，即，氧气-碱液分离器中的氢氧比。可根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比。
在示例中，可通过气相色谱仪来检测氢氧比，气相色谱仪可检测到氢氧比的检测值。进一步地，可通过以下步骤来确定动态的氢氧比，即，氢氧比的预测值。
图6示出根据本公开的实施例的氢气杂质在制氧侧流动的示意图。制氧侧的氢气杂质在电解池的制氧侧以及氧气-碱液分离器中的摩尔数是守恒的，可通过以下公式(1)来表示该守恒关系：
Figure BDA0002948537450000063
其中，
Figure BDA0002948537450000064
为电解池制氧侧(即，阳极半电池)中含有氢气的摩尔数，
Figure BDA0002948537450000065
电解池制氧侧氢气的输入摩尔流量，
Figure BDA0002948537450000066
为电解池制氧侧氢气的输出摩尔流量。
Figure BDA0002948537450000067
为氧气-碱液分离器中的碱液中含有氢气的摩尔数，
Figure BDA0002948537450000068
为氧气-碱液分离器中的碱液中氢气的输入摩尔流量，
Figure BDA0002948537450000071
为氧气-碱液分离器中的碱液中氢气的输出摩尔流量。
Figure BDA0002948537450000072
为氧气-碱液分离器中的上半部分(氧气中)含有氢气的摩尔数，
Figure BDA0002948537450000073
为氧气-碱液分离器中的上半部分氢气的输入摩尔流量，
Figure BDA0002948537450000074
为氧气-碱液分离器中的上半部分氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，氢气杂质在制氧侧是流动的，可被循环的碱液和产出的氧气带动，从而在制氧侧流动。可通过以下公式(2)来表示氢气杂质的流动：
Figure BDA0002948537450000075
其中，vlye为制氧侧碱液的流量，Vlye,an为制氧侧碱液的体积，τsep为氧气-碱液分离器中气液分离的时间，
Figure BDA0002948537450000076
为氧气-碱液分离器中氧气的输出摩尔流量，
Figure BDA0002948537450000077
氧气-碱液分离器中的上半部分含有氧气的摩尔数。
在一种可能的实现方式中，基于上述守恒和流动的关系，可通过电解池制氧侧氢气的输入摩尔流量
Figure BDA0002948537450000078
以及氧气的输出摩尔流量
Figure BDA0002948537450000079
确定电解池制氧侧的氢氧比。步骤S12可包括：将所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量进行拉普拉斯变换处理，获得所述氢氧比。
在示例中，可通过以下公式(3)确定氢氧比：
Figure BDA00029485374500000710
其中，时间参数τ1、τ2、τ3分别与电解池制氧侧、氧气-碱液分离器中的碱液以及氧气-碱液分离器中的上半部分的传质惯性相关，可通过以下公式(4)确定上述时间参数：
Figure BDA00029485374500000711
其中，Van为电解池制氧侧碱液体积，
Figure BDA0002948537450000081
为电解池制氧侧的气液比，
Figure BDA0002948537450000082
氧气-碱液分离器的气液比，Vsep为氧气-碱液分离器中碱液体积，RT为产生氧气或氢气的管道的参数，该参数为常量参数。
在一种可能的实现方式中，可对公式(3)进行近似处理，可忽略τ1、τ2的影响，将公式(3)简化为以下公式(5)：
Figure BDA0002948537450000083
进一步地，可根据以下公式(6)确定时域中离散形式的氢氧比：
Figure BDA0002948537450000084
其中，HTO(t)为t时刻的氢氧比，
Figure BDA0002948537450000085
为t时刻氧气-碱液分离器中的上半部分含有氢气的摩尔数。pel为压力传感器检测到的压力值。
通过这种方式，可实时获得氧气-碱液分离器中的氢氧比，为安全控制提供依据，并可为压力控制和制氢控制提供基础。
在一种可能的实现方式中，在确定监测氢氧比的方法后，可实时监测氢氧比，并在氢氧比处于安全范围内的情况下(即，远离爆点)，控制分离器的压力，以使得压力处于合理的水平，兼顾制氢灵活性与效率。
在一种可能的实现方式中，可通过以下两种方式来控制压力，进而控制制备氢气的输出摩尔流量。可预设电流与电压的关系曲线，并根据控制电流在所述关系曲线中确定对应的压力，进而确定氢气的输出摩尔流量。或者，可通过状态预测来确定合适的氢气的输出摩尔流量。步骤S13可包括：基于预设的电流与压力的关系曲线，以及所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力来控制压力，进而确定所述氢气的输出摩尔流量；或者基于所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力进行状态预测，确定所述氢气的输出摩尔流量。在示例中，所述压力控制器可使用以上任意一种方法来确定制备氢气的输出摩尔流量。
首先介绍第一种的方式，即，通过电流与电压的关系曲线来控制压力的方式。
在一种可能的实现方式中，基于预设的电流与压力的关系曲线，以及所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力来控制压力，进而确定所述氢气的输出摩尔流量，可包括：根据所述控制电流以及预设的电流与压力的关系曲线，确定所述分离器的第二压力；根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
图7示出根据本公开实施例的压力控制的示意图，如图7所示，压力控制器可通过预设的电流与电压的关系曲线来确定压力。在示例中，可对控制电流
Figure BDA0002948537450000091
进行滤波处理，并根据滤波后的控制电流在所述关系曲线中确定对应的压力，即，第二压力pset。随后，可通过第二压力、第一压力和氢氧比来确定氢气的输出摩尔流量。该步骤可包括：根据所述第二压力对所述第一压力进行反馈调节，确定所述电解池的工作压力；在所述氢氧比小于安全阈值的情况下，根据所述电解池的工作压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
图8示出根据本公开的实施例的压力与电流的关系曲线的示意图。在该曲线的第一部分(即，左侧上升部分)可通过降低压力来降低氢氧比，扩大安全运行范围，提高灵活性。在该曲线的第二部分(即，右侧下降部分)，可通过加压来提高制氢效率。
在示例中，根据滤波后的控制电流，可在所述关系曲线中确定对应的第二压力pset，第二压力pset与压力传感器检测到的压力值(第一压力)pel之间可能存在差异，可通过该差异对分离器的压力进行调整，以使得所述差异缩小，调整后的压力即为所述工作压力。例如，可通过产生氢气来调节压力，并按照调整后的工作来继续制备氢气。在调节过程中，还可对差异的幅度进行限制，即，可预设差异的最大幅度Δpup,max和最小幅度-Δpdown,max，即，在所述差异大于最大幅度Δpup,max时，可按照最大幅度Δpup,max进行调节，在所述差异小于最小幅度-Δpdown,max时，可按照最小幅度进行调节。在调节过程中，还可对制备氢气的输出摩尔流量进行限制，例如，可预设输出摩尔流量的最大值nmax，在制备氢气的输出摩尔流量
Figure BDA0002948537450000092
大于预设的输出摩尔流量的最大值nmax时，可按照输出摩尔流量的最大值nmax制备氢气。
在示例中，在这种情况下电解池和压缩机的功率可用以下公式(7)表示：
Figure BDA0002948537450000093
其中，Ncell为电解池的电池数量，Acell为电解池的电池导线截面积，Ucell为电解池的电池电压，i为电流密度，k为常数参数，ηme和ηis为效率参数，pcom为压缩机压力。此时，制氢系统的系统效率为：
Figure BDA0002948537450000094
其中，HHV为电解池的效率。在通过上述关系曲线确定的压力制备氢气的情况下，系统效率达到最高的状态。
在以工作压力制备氢气的过程中，会引起电解池和分离器中多项参数的改变，例如，产生氢气后，氢气-碱液分离器压力可能发生变化，氧气-碱液分离器中的氢氧比可能发生变化。可通过上述检测氢氧比的方法实时测量氢氧比，使得氢氧比小于安全阈值。如果制氢的过程中，氢氧比大于或等于安全阈值，也需要调整工作压力，使氢氧比下降到安全阈值之下。例如，安全阈值为1.8％，则可将氢氧比限制为小于或等于安全阈值。此外，电解产物(氢气和氧气)的输出摩尔流量同样受到限制，例如，氧气的流量
Figure BDA0002948537450000101
的限制可通过以下关系式(9)来确定：
Figure BDA0002948537450000102
其中，Apipe为产物管道的截面积，vmax为最大流速。由于制备氢气和氧气的流量之间的比例关系是确定的，因此，对氧气的流量进行限制即可对氢气的流量同时进行限制。
在一种可能的实现方式中，如上所述，为了使制氢过程安全地进行，需进行安全控制，即，使氢氧比小于或等于安全阈值。根据所述工作压力制备氢气使得所述氢氧比上升，其中，根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，还包括：在所述氢氧比大于安全阈值的情况下，降低所述工作压力。即，可实时监测氢氧比，如果氢氧比高于安全阈值，则可降低压力，使氢气杂质的流量下降，进而使得氢氧比低于安全阈值，保障制氢过程的安全。
通过这种方式，可通过预设的关系曲线确定合适的压力，在提高制氢灵活性的同时，兼顾制氢的效率。同时，通过监测氢氧比进行安全控制，使得氢氧比处于安全阈值以下，保障制氢过程的安全。
以上介绍了通过电流与压力的关系曲线来确定合适的压力，进而制备氢气的处理。还可通过状态预测(例如，非线性状态预测)处理来预测合适的制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，基于所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力进行状态预测，确定所述氢气的输出摩尔流量，可包括：根据所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制氧侧的氢气含量；根据所述氢气含量、所述工作压力和所述控制电流，进行非线性状态预测处理，获得所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
图9示出根据本公开的实施例的状态预测的示意图，如图9所示，在状态观测环节，可通过第一压力和测量的氢氧比，确定电解池制氧侧的氢气含量。例如，可通过第一压力确定氧气-碱液分离器中压力确定出其中的气体总量，进一步地，可通过氢氧比来确定氢气的含量，即，氢气的摩尔数。
在一种可能的实现方式中，在状态预测时，可使用非线性状态预测方法，例如，模型预测控制(model predict control，MPC)方法来进行预测，本公开对状态预测方法不做限制。该状态预测方法可将第一压力和氧气-碱液分离器中的氢气含量作为状态值，将氢气的输出摩尔流量作为输出值，将控制电流作为控制参量进行非线性状态预测。即，进行时域的状态预测，基于当前工作状态(例如，当前时刻)的状态值预测下一工作状态(例如，下一时刻)的状态值，进而确定下一工作状态的氢气的输出摩尔流量，即，确定在当前时刻到下一时刻之间的氢气的制备量。
在一种可能的实现方式中，根据所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流，进行非线性状态预测处理，获得所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，包括：根据所述氢氧比、所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流设置预测的约束条件；根据所述约束条件、所述氢气含量、所述第一压力、所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量和第一压力；根据所述下一工作状态的氢气含量和第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，首先可确定约束条件，随后，可在约束条件的约束下进行状态预测，即，在约束条件的约束下，基于当前工作状态的状态值确定下一工作状态的最优的状态值。所述约束条件可包括：根据所述第一压力确定的管径约束；根据所述氢氧比确定的安全约束；以及根据所述第一压力确定的变压速度约束。
在示例中，所述管径约束为电解产物的产量的限制，由于产物的管道管径以及流速的限制，对产物产生的速度存在限制。所述管径约束可通过以下公式(10)表示：
nout,t+i|t≤vmaxpt+i|tApipe/(RT),i＝0,…Np-1 (10)
即，未来的t+i(i为正整数)个工作状态产生的氢气的产量nout,t+i|t不能高于管道的最大流量，Np为状态总数，t为当前工作状态，例如，可准确预测的状态的数量或其他预设的数量，本公开对Np的值不做限制。
在示例中，所述安全约束与上述安全控制的含义相似，即，氢氧比不能超过预设的安全阈值。并且，未来的i个工作状态的氢氧比均不能超过预设的安全阈值(例如，2％)。所述安全约束可通过以下公式(11)表示：
HTOt+i|t≤2％,i＝0,…Np-1 (11)
其中，HTOt+i|t为第t+i个工作状态的氢氧比。
在示例中，所述变压速度约束为对两个工作状态之间的压力差的约束，即，压力变化速度不能超过变压速度约束。所述变压速度约束可通过以下公式(12)表示：
-Δpup,max＜pt+i+1|t-pt+i|t＜Δpdown,max,i＝0,…Np-1 (12)
其中，pt+i+1|t为第t+i+1个工作状态的第一压力，pt+i|t为第t+i个工作状态的第一压力。
在示例中，所述约束条件还可包括压力约束，例如，通过以下公式(13)确定的压力约束：
patm≤pt+i|t≤pmax (13)
在示例中，所述约束条件还可包括电流约束，例如，通过以下公式(14)确定的电流约束：
0≤it+i|t≤imax (14)
在一种可能的实现方式中，可在上述约束条件的约束下，基于当前工作状态的状态值，进行非线性状态预测处理，以预测出下一工作状态的状态值的最优解，作为下一工作状态的第一压力和氢气含量。根据所述约束条件、所述氢气含量、所述工作压力、所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量和工作压力，包括：在所述约束条件的约束下，根据所述第一压力和所述解池制氧侧的氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的第一压力；以及在所述约束条件的约束下，根据所述氢气含量所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量。
在示例中，可优化制备氢气的效率，可通过优化功率跟踪精度来提升效率，例如，可通过以下公式(15)来优化功率跟踪精度：
Figure BDA0002948537450000121
即，在约束条件的约束下，使得第t+i个工作状态的电网的功率Pgrid,t+i|t与第t+i个工作状态的系统功率Psys,t+i|t之间的差异最小，即，提升功率跟踪精度。
进一步地，可在约束条件的约束下，根据第一压力和解池制氧侧的氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的第一压力。即，在约束条件的约束下，基于当前工作状态的第一压力和氢气的输出摩尔流量求解下一工作状态的第一压力的最优解。例如，可通过以下公式(16)进行求解：
Figure BDA0002948537450000122
其中，Ts为电解池的温度，Vgas为产生的氢气的体积。即，通过第t+i个工作状态的第一压力pt+i|t以及上述公式(16)在约束条件的约束下求解t+i+1个工作状态的第一压力的最优解，即为pt+i+1|t。
并且，可在约束条件的约束下，根据当前工作状态的电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量，确定下一工作状态的氢气含量。即，基于当前工作状态的氢气含量，通过氢气的输入摩尔流量和输出摩尔流量进行预测，求解下一工作状态的氢气含量的最优解。例如，可通过以下公式(17)进行求解：
Figure BDA0002948537450000131
即，通过第t+i个工作状态的氢气含量
Figure BDA0002948537450000132
以及上述公式(17)在约束条件的约束下求解t+i+1个工作状态的氢气含量的最优解，即为
Figure BDA0002948537450000133
在一种可能的实现方式中，在求解出下一工作状态的氢气含量和第一压力后，可继续求解电解池制备氢气的输出摩尔流量，即，使得下一工作状态的氢气含量和第一压力于求解出的数值匹配的氢气的制备量。
通过这种方式，可基于状态预测处理，在约束条件的约束下，实时确定下一工作状态的氢气的输出摩尔流量，可提升氢气制备量的精确度，并可精确控制压力和氢氧比，使制氢过程兼顾效率与灵活性。
图10A和图10B示出根据本公开的实施例的制氢控制方法的应用示意图，如图10A所示，基于电流与压力的关系曲线的控制方法以及基于状态预测的控制方法均可在低负载时降低压力，在高负载时增加压力，增加了功率负载范围，即，可在更大的负载范围内安全有效地制备氢气，提高了制备氢气的灵活性。
在一种可能的实现方式中，如图10B所示，基于电流与压力的关系曲线的控制方法以及基于状态预测的控制方法均可使氢氧比保持在安全阈值以下，保障了制氢的安全性。此外，基于状态预测的控制方法可更充分地利用氢氧比的安全范围，提高使制氢的灵活性更高。
根据本公开的实施例的制氢控制方法，可实时获得氧气-碱液分离器中的氢氧比，并可基于氢氧比实时控制电解质制备氢气的输出摩尔流量，以控制氢氧比远离爆点，提高制氢的安全性，进而提高制备氢气的灵活性。并可通过预设的关系曲线确定合适的压力，在提高制氢灵活性的同时，兼顾制氢的效率。同时，通过监测氢氧比进行安全控制，使得氢氧比处于安全阈值以下，保障制氢过程的安全。进一步地，可基于状态预测处理，在约束条件的约束下，实时确定下一工作状态的氢气的输出摩尔流量，可提升氢气制备量的精确度，并可精确控制压力和氢氧比，使制氢过程兼顾效率与灵活性。
可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
此外，本公开还提供了制氢控制装置、电子设备、计算机可读存储介质、程序，上述均可用来实现本公开提供的任一种制氢控制方法，相应技术方案和描述和参见方法部分的相应记载，不再赘述。
图11示出根据本公开实施例的制氢控制装置的框图，如图11所示，所述装置包括：电流模块11，用于根据电网功率确定控制电流；氢氧比模块12，用于根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比；制氢模块13，用于根据所述控制电流、所述氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：基于预设的电流与压力的关系曲线，以及所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力来控制压力，进而确定所述氢气的输出摩尔流量；或者基于所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力进行状态预测，确定所述氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：根据所述控制电流以及预设的电流与压力的关系曲线，确定所述分离器的第二压力；根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：根据所述第二压力对所述第一压力进行反馈调节，确定所述电解池的工作压力；在所述氢氧比小于安全阈值的情况下，根据所述电解池的工作压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，根据所述工作压力制备氢气使得所述氢氧比上升，所述制氢模块还用于：在所述氢氧比大于安全阈值的情况下，降低所述工作压力。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：根据所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制氧侧的氢气含量；根据所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流，进行非线性状态预测处理，获得所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：根据所述氢氧比、所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流设置预测的约束条件；根据所述约束条件、所述氢气含量、所述第一压力、所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量和第一压力；根据所述下一工作状态的氢气含量和第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
在一种可能的实现方式中，所述约束条件包括：根据所述第一压力确定的管径约束；根据所述氢氧比确定的安全约束；以及根据所述第一压力确定的变压速度约束。
在一种可能的实现方式中，所述制氢模块进一步用于：在所述约束条件的约束下，根据所述第一压力和所述解池制氧侧的氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的第一压力；以及在所述约束条件的约束下，根据所述氢气含量所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量。
在一种可能的实现方式中，所述氢氧比模块进一步用于：将所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量进行拉普拉斯变换处理，获得所述氢氧比。
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。计算机可读存储介质可以是非易失性计算机可读存储介质。
本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行上述方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，当计算机可读代码在设备上运行时，设备中的处理器执行用于实现如上任一实施例提供的制氢控制方法的指令。
本公开实施例还提供了另一种计算机程序产品，用于存储计算机可读指令，指令被执行时使得计算机执行上述任一实施例提供的制氢控制方法的操作。
电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。
图12示出根据本公开实施例的一种电子设备800的框图。例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等终端。
参照图12，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边缘，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(Software Development Kit，SDK)等等。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种制氢控制方法，其特征在于，包括：
根据电网功率确定控制电流；
根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比；
根据所述控制电流、所述氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述控制电流、所述氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，包括：
基于预设的电流与压力的关系曲线，以及所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力来控制压力，进而确定所述氢气的输出摩尔流量；或者
基于所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力进行状态预测，确定所述氢气的输出摩尔流量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于预设的电流与压力的关系曲线，以及所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力来控制压力，进而确定所述氢气的输出摩尔流量
根据所述控制电流以及预设的电流与压力的关系曲线，确定所述分离器的第二压力；
根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，包括：
根据所述第二压力对所述第一压力进行反馈调节，确定所述电解池的工作压力；
在所述氢氧比小于安全阈值的情况下，根据所述电解池的工作压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述工作压力制备氢气使得所述氢氧比上升，
其中，根据所述第二压力、所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，还包括：
在所述氢氧比大于安全阈值的情况下，降低所述工作压力。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述控制电流、所述氢氧比以及所述第一压力进行状态预测，确定所述氢气的输出摩尔流量，包括：
根据所述第一压力和所述氢氧比，确定所述电解池制氧侧的氢气含量；
根据所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流，进行非线性状态预测处理，获得所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流，进行非线性状态预测处理，获得所述电解池制备氢气的输出摩尔流量，包括：
根据所述氢氧比、所述氢气含量、所述第一压力和所述控制电流设置预测的约束条件；
根据所述约束条件、所述氢气含量、所述第一压力、所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量和第一压力；
根据所述下一工作状态的氢气含量和第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：
根据所述第一压力确定的管径约束；
根据所述氢氧比确定的安全约束；以及
根据所述第一压力确定的变压速度约束。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述约束条件、所述氢气含量、所述工作压力、所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量和工作压力，包括：
在所述约束条件的约束下，根据所述第一压力和所述解池制氧侧的氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的第一压力；以及
在所述约束条件的约束下，根据所述氢气含量所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氢气的输出摩尔流量进行状态预测处理，确定下一工作状态的氢气含量。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比，包括：
将所述电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量进行拉普拉斯变换处理，获得所述氢氧比。
11.一种制氢控制装置，其特征在于，包括：
电流模块，用于根据电网功率确定控制电流；
氢氧比模块，用于根据电解池制氧侧的氢气的输入摩尔流量以及氧气的输出摩尔流量，确定电解池制氧侧的氢氧比；
制氢模块，用于根据所述控制电流、所述氢氧比以及检测到的分离器的第一压力，确定所述电解池制备氢气的输出摩尔流量。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行权利要求1至10中任意一项所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至10中任意一项所述的方法。
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