CN113108237A - 一种电解水制氢的储能方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

一种电解水制氢的储能方法、系统、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种电解水制氢的储能方法、系统、装置及存储介质，涉及电解制氢的技术领域，其中方法包括：获取储气罐内的气压值；比对储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值，并判断气压值是否超出最高气压设定值；若判断为是，则控制储气罐内的氢气输送至预设的缓气罐内；调取储气罐内的实时气压值；比对储气罐内的实时气压值与预设的最高气压设定值，并判断实时气压值是否低于最高气压设定值；若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。本申请具有实现剩余氢气的全部存储，减少氢气浪费的效果。

Description

一种电解水制氢的储能方法、系统、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及电解制氢的技术领域，尤其是涉及一种电解水制氢的储能方法、系统、装置及存储介质。
背景技术
目前电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术，其制氢工艺简单，产品纯度高，氢气、氧气纯度一般可达99.9％，是最有潜力的大规模制氢技术。特别是随着目前清洁能源发电的日益增长，氢气将成为电能存储的理想载体。通过将清洁能源发电经过电解水制氢技术，将清洁能源产生的电能转化为氢能进行储气罐内储存，并且根据实际需要，还可通过后续化工过程将氢能转化为甲烷、甲醇及其他液态燃料等。
相关技术可参考申请公布号为CN102925916A的中国发明专利，其公开了一种氢气制备系统，包括供电装置、电解槽、氢分离器、氧分离器、纯化塔，供电装置与电解槽相连，氢分离器、氧分离器分别连接在电解槽上，氢分离器与纯化塔相互连接。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：目前国内在使用氢气作为日常使用的燃气时，若剩余的氢气过多则无法全部在储气罐内储存，会造成氢气浪费。
发明内容
为了实现剩余氢气的全部存储，减少氢气浪费的效果，本申请提供一种电解水制氢的储能方法、系统、装置及存储介质。
第一方面，本申请提供一种电解水制氢的储能方法，采用如下的技术方案：
一种电解水制氢的储能方法，包括：
获取储气罐内的气压值；
比对储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值，并判断气压值是否超出最高气压设定值；
若判断为是，则控制储气罐内的氢气输送至预设的缓气罐内；
调取储气罐内的实时气压值；
比对储气罐内的实时气压值与预设的最高气压设定值，并判断实时气压值是否低于最高气压设定值；
若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
通过采用上述技术方案，在获取储气罐内的氢气气压值时，将储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值比对，若储气罐内的气压值大于最高气压设定值时，则储气罐内已无法再储存多余的氢气，此时便可将多余的氢气输送至缓气罐内实现暂存，并实时监测储气罐内的实时气压值，以便在储气罐内的气压值低于最高气压设定值时停止输送，从而完成剩余的氢气缓存的过程，达到全部氢气储存的效果，减少过多氢气因无法存储而浪费的现象。
可选的，所述若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的步骤，包括：
若判断为是，获取缓气罐内的气压值；
调取储气罐内的实时气压值，计算储气罐内的实时气压值与缓气罐内的气压值两者的气压差值；
比对气压差值与预设的气压平衡差值，判断气压差值是否大于气压平衡差值；
若判断为是，则延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送；
若判断为否，则立即停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
通过采用上述技术方案，调取储气罐内的实时气压值，并计算其与缓气罐内的气压值的气压差值，进而将气压差值与预设的气压平衡差值比对，若气压差值大于气压平衡差值，则延时停止氢气的输送，避免因储气罐内的氢气在向缓气罐内输送时，储气罐内可能仍会有氢气输入，而导致储气罐向缓气罐内输送氢气的动作短时间内重复，从而减少故障的产生，保障氢气全部存储的稳定性。
可选的，所述若判断为是，则延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的步骤中，包括：
调取气压差值和气压平衡差值，计算气压差值与气压平衡差值两者的二次差值；
分析二次差值的大小，根据二次差值的大小，判定延时周期；
根据延时周期，调节延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的时间。
通过采用上述技术方案，根据计算得到的气压差值与气压平衡差值两者的二次差值的大小，判定储气罐向缓气罐停止输送氢气的延时周期，进而使氢气停止输送的周期更加合理，保障储气罐和缓气罐两者气压值平衡。
可选的，所述若判断为是，则延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的步骤中，还包括：
根据二次气压差值的大小，判定输送阀的开度；
根据输送阀的开度，调节储气罐内的氢气向缓气罐内输送的流量。
通过采用上述技术方案，根据二次气压差值的大小，调节储气罐向缓气罐输送氢气的流量，从而提升氢气输送的效率，达到多余氢气快速缓存的效果。
可选的，所述根据输送阀的开度，调节储气罐内的氢气向缓气罐内输送的流量的步骤之后，还包括：
根据延时周期，并结合二次气压差值大小的变化，绘制输送阀的开度变化曲线；
根据输送阀的开度变化曲线，设定延时周期内的最佳开度。
通过采用上述技术方案，根据延时周期和二次气压差值大小的变化，回执输送法的开度变化曲线，从而使储气罐向缓气罐输送氢气的流量能够随着二次气压差值大小的变化而变化，保障氢气输送稳定性。
可选的，还包括：
调取储气罐内的气压值；
比对储气罐内的气压值与预设的最低气压设定值，并判断气压值是否低于最低气压设定值；
若判断为是，则控制缓气罐内的氢气回送至储气罐内。
通过采用上述技术方案，当储气罐内的气压值低于预设的最低气压设定值时，便可控制缓气罐内的氢气回送至储气罐内，实现氢气储存的灵活度。
第二方面，本申请提供一种电解水制氢的储能系统，采用如下的技术方案：
一种电解水制氢的储能系统，包括：
气压值获取模块，用于获取储气罐内的气压值；
气压值比对判断模块，用于比对储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值，并判断气压值是否超出最高气压设定值；
输送启动模块，若判断为是，则控制储气罐内的氢气输送至预设的缓气罐内；
实时气压值获取模块，用于调取储气罐内的实时气压值；
实时气压值比对判断模块，用于比对储气罐内的实时气压值与预设的最高气压设定值，并判断实时气压值是否低于最高气压设定值；
输送停止模块，若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
通过采用上述技术方案，在获取储气罐内的氢气气压值时，将储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值比对，若储气罐内的气压值大于最高气压设定值时，则储气罐内已无法再储存多余的氢气，此时便可将多余的氢气输送至缓气罐内实现暂存，并实时监测储气罐内的实时气压值，以便在储气罐内的气压值低于最高气压设定值时停止输送，从而完成剩余的氢气缓存的过程，达到全部氢气储存的效果，减少过多氢气因无法存储而浪费的现象。
第三方面，本申请提供一种电解水制氢的储能装置，采用如下的技术方案：
一种电解水制氢的储能装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述任一种方法的计算机程序。
通过采用上述技术方案，在获取储气罐内的氢气气压值时，将储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值比对，若储气罐内的气压值大于最高气压设定值时，则储气罐内已无法再储存多余的氢气，此时便可将多余的氢气输送至缓气罐内实现暂存，并实时监测储气罐内的实时气压值，以便在储气罐内的气压值低于最高气压设定值时停止输送，从而完成剩余的氢气缓存的过程，达到全部氢气储存的效果，减少过多氢气因无法存储而浪费的现象。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述任一种方法的计算机程序。
通过采用上述技术方案，在获取储气罐内的氢气气压值时，将储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值比对，若储气罐内的气压值大于最高气压设定值时，则储气罐内已无法再储存多余的氢气，此时便可将多余的氢气输送至缓气罐内实现暂存，并实时监测储气罐内的实时气压值，以便在储气罐内的气压值低于最高气压设定值时停止输送，从而完成剩余的氢气缓存的过程，达到全部氢气储存的效果，减少过多氢气因无法存储而浪费的现象。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在获取储气罐内的氢气气压值时，将储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值比对，若储气罐内的气压值大于最高气压设定值时，则储气罐内已无法再储存多余的氢气，此时便可将多余的氢气输送至缓气罐内实现暂存，并实时监测储气罐内的实时气压值，以便在储气罐内的气压值低于最高气压设定值时停止输送，从而完成剩余的氢气缓存的过程，达到全部氢气储存的效果，减少过多氢气因无法存储而浪费的现象；
2.调取储气罐内的实时气压值，并计算其与缓气罐内的气压值的气压差值，进而将气压差值与预设的气压平衡差值比对，若气压差值大于气压平衡差值，则延时停止氢气的输送，避免因储气罐内的氢气在向缓气罐内输送时，储气罐内可能仍会有氢气输入，而导致储气罐向缓气罐内输送氢气的动作短时间内重复，从而减少故障的产生，保障氢气全部存储的稳定性。
附图说明
图1是本申请实施例中电解水制氢的储能方法的流程图。
图2是本申请实施例中停止氢气输送步骤的子流程图。
图3是本申请实施例中延时停止输送氢气步骤的子流程图。
图4是本申请实施例中氢气回送的方法流程图。
图5是本申请实施例中电解水制氢的储能系统的模块框图。
附图标记说明：1、气压值获取模块；2、气压值比对判断模块；3、输送启动模块；4、实时气压值获取模块；5、实时气压值比对判断模块；6、输送停止模块。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种电解水制氢的储能方法。参照图1，电解水制氢的储能方法包括以下步骤：
S1，获取储气罐内的气压值。
其中，储气罐与电解制氢设备连接，储气罐与电解制氢设备两者之间设有出气管，储气罐通过出气管与电解制氢设备连通。储气罐内设置有第一气压监测器，储气罐内的气压值通过第一气压监测器实现对储气罐监测得到。
S2，比对储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值，并判断气压值是否超出最高气压设定值。
其中，针对于不同型号的储气罐，调试人员会预先设置对应的最高气压设定值，最高气压设定值代表储气罐内最大承载氢气气压值，一旦储气罐内的气压值超过最高气压设定值，则表明该储气罐内无法继续储存氢气。
S3，若判断为是，则控制储气罐内的氢气输送至预设的缓气罐内。
其中，缓气罐与储气罐连接，缓气罐与储气罐两者之间设有输气管，缓气罐通过输气管与储气罐连通。输气管上固定连接有电磁阀和运输泵，当储气罐内的气压值超过最高气压设定值时，控制电磁阀打开，并控制运输泵将储气罐内的氢气输送至缓气罐内进行暂存，从而实现对多余氢气的储存，减少氢气的浪费。
S4，调取储气罐内的实时气压值；其中，实时气压值为第一气压监测器对储气罐内的气压实时监测得到。
S5，比对储气罐内的实时气压值与预设的最高气压设定值，并判断实时气压值是否低于最高气压设定值。
S6，若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
其中，当储气罐内的气压值低于最高气压设定值时，控制电磁阀关闭，便可完成缓气罐的缓气作用，使得储气罐内能够正常存储氢气。
参照图2，具体地，S6中还包括以下子步骤：
S6.1，获取缓气罐内的气压值。
其中，缓气罐内设置有第二气压监测器，缓气罐内的气压值通过第二气压监测器实现对缓气罐监测得到。
S6.2，调取储气罐内的实时气压值，计算储气罐内的实时气压值与缓气罐内的气压值两者的气压差值。
其中，此处设定缓气罐内的气压值始终低于储气罐内的气压值，而储气罐内的实时气压值与缓气罐内的气压值两者的气压差值计算为：气压差值=储气罐内的实时气压值-缓气罐内的气压值，以得到两个罐内的气压差。
S6.3，比对气压差值与预设的气压平衡差值，判断气压差值是否大于气压平衡差值。
其中，调试人员会预先设置对应的气压平衡差值，气压平衡差值代表两罐内气压差最为平衡的数值范围，若气压差值在气压平衡差值范围内，则代表两罐气压差值接近平衡，若气压差值在气压平衡差值范围外，则代表两罐气压相差较大。
S6.4，若判断为是，则延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
其中，调取储气罐内的实时气压值，并计算其与缓气罐内的气压值的气压差值，进而将气压差值与预设的气压平衡差值比对，若气压差值大于气压平衡差值，则延时停止氢气的输送，避免因储气罐内的氢气在向缓气罐内输送时，储气罐内可能仍会有氢气输入，而导致储气罐向缓气罐内输送氢气的动作短时间内重复，从而减少故障的产生，保障氢气全部存储的稳定性。
参照图3，具体地，S6.4中还包括以下子步骤：
S6.4.1，调取气压差值和气压平衡差值，计算气压差值与气压平衡差值两者的二次差值。
其中，此处设定气压差值始终大于气压平衡差值，因此气压差值与气压平衡差值两者的二次差值计算为：二次差值=气压差值-气压平衡差值，以得到气压差值与气压平衡差值的差距。
S6.4.2，分析二次差值的大小，根据二次差值的大小，判定延时周期。
此时，若二次差值的大小较大，则代表储气罐与缓气罐两者气压值的差距与平衡值相差较大，则能够增长延时周期，以使储气罐能够向缓气罐内输送更长时间的氢气，以平衡储气罐和缓气罐两者的气压值；反之，则缩短储气罐向缓气罐输送氢气的时间。具体地，将二次差值的大于气压平衡差值的一半设定为二次差值较大；反之，则设定为较小。
S6.4.3，根据延时周期，调节延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的时间。
其中，根据计算得到的气压差值与气压平衡差值两者的二次差值的大小，判定储气罐向缓气罐停止输送氢气的延时周期，进而使氢气停止输送的周期更加合理，保障储气罐和缓气罐两者气压值平衡。
S6.4.4，根据二次气压差值的大小，判定输送阀的开度。
S6.4.5，根据输送阀的开度，调节储气罐内的氢气向缓气罐内输送的流量。
其中，根据二次气压差值的大小，调节储气罐向缓气罐输送氢气的流量，从而提升氢气输送的效率，达到多余氢气快速缓存的效果。
S6.4.6，根据延时周期，并结合二次气压差值大小的变化，绘制输送阀的开度变化曲线。
S6.4.7，根据输送阀的开度变化曲线，设定延时周期内的最佳开度。
其中，根据延时周期和二次气压差值大小的变化，回执输送法的开度变化曲线，从而使储气罐向缓气罐输送氢气的流量能够随着二次气压差值大小的变化而变化，保障氢气输送稳定性。
回看图2，S6.5，若判断为否，则立即停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
参照图4，电解水制氢的储能方法还包括以下步骤：
S7，调取储气罐内的气压值。
S8，比对储气罐内的气压值与预设的最低气压设定值，并判断气压值是否低于最低气压设定值。
其中，针对于不同型号的储气罐，调试人员会预先设置对应的最低气压设定值，一旦储气罐内的气压值低过最低气压设定值，则表明该储气罐内需要补给气体。
S9，若判断为是，则控制缓气罐内的氢气回送至储气罐内。
其中，缓气罐固定连接有回气管，回气管另一端固定连接于储气罐上，回气管上固定连接有电控调节阀和辅助泵。当储气罐内的气压值低于最低气压设定值时，控制电控调节阀打开，并控制辅助泵将缓气罐内的氢气回送至储气罐内，以实现储气罐内氢气的补给，实现氢气储存的灵活度。
本申请实施例一种电解水制氢的储能方法的实施原理为：在获取储气罐内的氢气气压值时，将储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值比对，若储气罐内的气压值大于最高气压设定值时，则储气罐内已无法再储存多余的氢气，此时便可将多余的氢气输送至缓气罐内实现暂存，并实时监测储气罐内的实时气压值，以便在储气罐内的气压值低于最高气压设定值时停止输送，从而完成剩余的氢气缓存的过程，达到全部氢气储存的效果，减少过多氢气因无法存储而浪费的现象。
基于上述方法，本申请实施例还公开一种电解水制氢的储能系统。参照图5，电解水制氢的储能系统包括：
气压值获取模块1，气压值获取模块1用于获取储气罐内的气压值；
气压值比对判断模块2，气压值比对判断模块2用于比对储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值，并判断气压值是否超出最高气压设定值；
输送启动模块3，若判断为是，则控制储气罐内的氢气输送至预设的缓气罐内；
实时气压值获取模块4，实时气压值获取模块4用于调取储气罐内的实时气压值；
实时气压值比对判断模块5，实时气压值比对判断模块5用于比对储气罐内的实时气压值与预设的最高气压设定值，并判断实时气压值是否低于最高气压设定值；
输送停止模块6，若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
本申请实施例一种电解水制氢的储能系统的实施原理为：在获取储气罐内的氢气气压值时，将储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值比对，若储气罐内的气压值大于最高气压设定值时，则储气罐内已无法再储存多余的氢气，此时便可将多余的氢气输送至缓气罐内实现暂存，并实时监测储气罐内的实时气压值，以便在储气罐内的气压值低于最高气压设定值时停止输送，从而完成剩余的氢气缓存的过程，达到全部氢气储存的效果，减少过多氢气因无法存储而浪费的现象。
本申请实施例还公开一种电解水制氢的储能装置，其包括存储器和处理器，其中，存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述的电解水制氢的储能方法的计算机程序。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质内存储有能够被处理器加载并执行如上述的电解水制氢的储能方法的计算机程序，计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，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，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

Claims (9)

1.一种电解水制氢的储能方法，其特征在于，包括：
获取储气罐内的气压值；
比对储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值，并判断气压值是否超出最高气压设定值；
若判断为是，则控制储气罐内的氢气输送至预设的缓气罐内；
调取储气罐内的实时气压值；
比对储气罐内的实时气压值与预设的最高气压设定值，并判断实时气压值是否低于最高气压设定值；
若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
2.根据权利要求1所述的一种电解水制氢的储能方法，其特征在于，所述若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的步骤，包括：
若判断为是，获取缓气罐内的气压值；
调取储气罐内的实时气压值，计算储气罐内的实时气压值与缓气罐内的气压值两者的气压差值；
比对气压差值与预设的气压平衡差值，判断气压差值是否大于气压平衡差值；
若判断为是，则延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送；
若判断为否，则立即停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
3.根据权利要求2所述的一种电解水制氢的储能方法，其特征在于，所述若判断为是，则延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的步骤中，包括：
调取气压差值和气压平衡差值，计算气压差值与气压平衡差值两者的二次差值；
分析二次差值的大小，根据二次差值的大小，判定延时周期；
根据延时周期，调节延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的时间。
4.根据权利要求3所述的一种电解水制氢的储能方法，其特征在于，所述若判断为是，则延时停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送的步骤中，还包括：
根据二次气压差值的大小，判定输送阀的开度；
根据输送阀的开度，调节储气罐内的氢气向缓气罐内输送的流量。
5.根据权利要求4所述的一种电解水制氢的储能方法，其特征在于：所述根据输送阀的开度，调节储气罐内的氢气向缓气罐内输送的流量的步骤之后，还包括：
根据延时周期，并结合二次气压差值大小的变化，绘制输送阀的开度变化曲线；
根据输送阀的开度变化曲线，设定延时周期内的最佳开度。
6.根据权利要求1所述的一种电解水制氢的储能方法，其特征在于，还包括：
调取储气罐内的气压值；
比对储气罐内的气压值与预设的最低气压设定值，并判断气压值是否低于最低气压设定值；
若判断为是，则控制缓气罐内的氢气回送至储气罐内。
7.一种电解水制氢的储能系统，其特征在于，包括：
气压值获取模块(1)，用于获取储气罐内的气压值；
气压值比对判断模块(2)，用于比对储气罐内的气压值与预设的最高气压设定值，并判断气压值是否超出最高气压设定值；
输送启动模块(3)，若判断为是，则控制储气罐内的氢气输送至预设的缓气罐内；
实时气压值获取模块(4)，用于调取储气罐内的实时气压值；
实时气压值比对判断模块(5)，用于比对储气罐内的实时气压值与预设的最高气压设定值，并判断实时气压值是否低于最高气压设定值；
输送停止模块(6)，若判断为是，则停止储气罐内的氢气向缓气罐内输送。
8.一种电解水制氢的储能装置，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6中任一种方法的计算机程序。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6中任一种方法的计算机程序。
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