CN113707912B - 一种氢燃料电池供氢系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢燃料电池供氢系统，涉及制氢领域，该一种氢燃料电池供氢系统，还包括：判断单元，用于对供氢管道内的气压进行监测，判断当前气压是否出现异常，以及判断下一个监测周期内的气压是否会出现异常，对异常数据来源的位置进行标记；控制单元，调取输出单元的输出指令，形成相应的控制指令，也即减压指令或者不减压指令；减压单元，当输出单元输出减压指令时，通过控制单元控制减压单元对供氢管道进行减压；通过对下周期内的气压变化的情况进行预测，当气压即将超限、即将产生异常时，能够提前进行减压处理，避免由于减压反应时间过长，导致没能及时减压，从而产生安全事故，提高了供氢系统的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及制氢领域，具体涉及一种氢燃料电池供氢系统。
背景技术
在化石能源逐渐枯竭的当下，寻找高效、可持续利用的清洁能源成为当今的研究重点。其中，氢能具有重量能量密度大、生成物无污染、可再生的优点，是一种理想的清洁能源。正基于此，氢燃料电池应运而生，被誉为继水电、火电、核电之后的第四代发电技术。由于其能源效率高、无活动部件、振动噪声小、排放物无污染、组装简单灵活等原因，逐渐被应用于车用动力、船舶动力、备用电源等领域。
在氢燃料电池中，核心部分为供氢系统，现有的供氢系统中难以预判供氢管道接下来的气压变化，气压即将超限时不能进行提前处理，存在安全隐患。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种氢燃料电池供氢系统，包括监测平台，所述监测平台包括若干个呈分布式设置的气压监测端，还包括：
储存单元，用于对监测平台获取到的数据进行储存；
判断单元，用于对供氢管道内的气压进行监测，判断当前气压是否出现异常，以及判断下一个监测周期内的气压是否会出现异常，对异常数据来源的位置进行标记；
输出单元，调取判断单元产生的判断结果，并且对该结果进行输出，输出的指令为异常或者正常；
控制单元，调取输出单元的输出指令，形成相应的控制指令，也即减压指令或者不减压指令；
减压单元，当输出单元输出减压指令时，通过控制单元控制减压单元对供氢管道进行减压；
通信单元，当控制单元输出的指令为减压时，向用户发出提醒，以对用户形成告知。
进一步的，所述储存单元包括云储存模块以及本地储存模块，所述云储存模块具备云储存功能，所述本地储存模块具备本地储存功能，为硬盘模块。
进一步的，所述云储存模块用于对本地储存模块进行备份，避免数据产生丢失。
进一步的，所述控制单元为PLC控制器。
进一步的，所述通信单元包括无线通信模块以及本地通信模块，所述无线通信模块具备无线通信功能，所述本地通信模块具备本地近距离通信功能。
进一步的，所述本地通信模块为灯光报警器。
进一步的，所述判断单元包括，预设单元，用于对供氢管道内可接受的压力进行预设，形成预设值；数据库单元，用于对由储存单元输入的气压数据进行汇集，形成本次数据，当经历了若干个监测周期后，累积成历史数据；数据标记单元用于对产生气压的位置进行标记，便于系统获取气压异常的位置信息。
进一步的，预设值为额定值的0.9-1.0倍之间。
进一步的，所述判断单元还包括预测单元，用于对接下来的气压数据进行预测，得出下一周期的气压预测数据，其中，预测逻辑为Xi+1＝α+βXi+εi，α＝0.02、β＝0.95、εi＝0。
进一步的，所述判断单元还包括数据对比单元，用于将本次监测到的气压数据和历史数据集中的同期数据进行比较，以判断本次数据是否异常，异常的标准为本次数据为预设数据的1.1倍以上，其中本次数据列为Xi，预设数据列为Zi，通过将预测单元产生的预测数据与历史同期数据进行比较，判断接下来的数据是否为异常，异常数据列为Yi+1，其中，Yi+1∈(1.1Zi，∞)。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过对下周期内的气压变化的情况进行预测，当气压即将超限、即将产生异常时，能够提前进行减压处理，避免由于减压反应时间过长，导致没能及时减压，从而产生安全事故，提高了供氢系统的安全性。
附图说明
图1为本发明中的供氢系统的工作流程示意图。
图2为本发明中的通信单元和储存单元的构成示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
10、监测平台；11、气压监测端；20、储存单元；21、云储存模块；22、本地储存模块；30、判断单元；31、预设单元；32、数据对比单元；33、数据库单元；34、预测单元；35、数据标记单元；40、输出单元；50、控制单元；60、减压单元；70、通信单元；71、无线通信模块；72、本地通信模块。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
参考图1以及图2，本实施例所述的一种氢燃料电池供氢系统，包括监测平台10，所述监测平台10包括若干个呈分布式设置的气压监测端11，用于对供氢管道中的气压进行监测，也即气压监测端11被设置在管道的各个位置上，获取相应的气压数据；
系统还包括储存单元20，用于对监测平台10获取到的数据进行储存；使用时，便于用户进行调取和选用；
系统还包括判断单元30，用于对供氢管道内的气压进行监测，判断当前气压是否出现异常，以及判断下一个监测周期内的气压是否会出现异常，对异常数据来源的位置进行标记；使用时，当得知供氢管道内的气压异常时，便于用户进行下一步处理；
系统还包括输出单元40，调取判断单元30产生的判断结果，并且对该结果进行输出，输出的指令为异常或者正常；
系统还包括控制单元50，调取输出单元40的输出指令，形成相应的控制指令，也即减压指令或者不减压指令，所述控制单元50为PLC控制器；
系统还包括减压单元60，当输出单元40输出减压指令时，通过控制单元50控制减压单元60对供氢管道进行减压，该指令通过减压装置，例如减压阀来实现；
系统还包括通信单元70，当控制单元50输出的指令为减压时，向用户发出提醒，以对用户形成告知，便于用户进行相应的处理。
使用时，通过对供氢管道内的气压数据进行监测，能够获取管道内各个位置上的氢气气压数据，进而，通过判断单元30来判断供氢管道内的气压在本监测周期内，是否出现异常以及预测在接下来的监测周期内，是否将会出现异常；当气压出现异常时，对发生异常的相应位置进行减压处理，并且将减压情况告知用户；本系统通过对下周期内的气压变化的情况进行预测，当气压即将超限、即将产生异常时，能够提前进行减压处理，避免由于减压反应时间过长，导致没能及时减压，从而产生安全事故，提高了供氢系统的安全性。
参考图2，所述储存单元20包括云储存模块21以及本地储存模块22，所述云储存模块21具备云储存功能，例如百度云或者阿里云或者其他的类似云端，所述本地储存模块22具备本地储存功能，为硬盘模块，例如SSD硬盘；其中，所述云储存模块21用于对本地储存模块22进行备份，可以避免数据产生丢失；使用时，通过储存单元20对数据进行储存，便于用户随时调取和选用。
参考图2，所述通信单元70包括无线通信模块71以及本地通信模块72，所述无线通信模块71具备无线通信功能，能够以无线网或者手机信号等为载体进行通信；所述本地通信模块72具备本地近距离通信功能，能够通过灯光或者语音进行通信，所述本地通信模块72为灯光报警器；使用时，通过通信单元70向用户进行报警，便于用户及时进行处理，了解实时情况。
参考图1，所述判断单元30包括预设单元31、数据对比单元32、数据库单元33、预测单元34、数据标记单元35；
所述预设单元31用于对供氢管道内可接受的压力进行预设，该预设值为额定的值的一定范围内，例如为额定气压的0.9-1.0倍之间；使用时，通过使预设值小于额定值，能够使系统能够留有余地，有一定缓冲区间；
所述数据库单元33用于对由储存单元20输入的气压数据进行汇集，形成本次数据，当经历了若干个监测周期后，累积成历史数据，也即，所述数据库单元33中包含本次数据集、历史数据集；
所述预测单元34用于对接下来的气压数据进行预测，得出下一周期的气压预测数据，其中，预测逻辑为Xi+1＝α+βXi+εi其中，α＝0.02、β＝0.95、εi＝0；
所述数据对比单元32用于将本次监测到的气压数据和历史数据集中的同期数据进行比较，以判断本次数据是否异常，异常的标准为本次数据为预设数据的1.1倍以上，其中本次数据列为Xi，预设数据列为Zi，通过将预测单元34产生的预测数据与历史同期数据进行比较，判断接下来的数据是否为异常，异常数据列为Yi+1，其中，Yi+1∈(1.1Zi，∞)；
所述数据标记单元35用于对产生气压的位置进行标记，便于系统获取气压异常的位置信息；便于是用户获取，以便于做进一步的处理。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种氢燃料电池供氢系统，包括监测平台(10)，所述监测平台(10)包括若干个呈分布式设置的气压监测端(11)，其特征在于，还包括：
储存单元(20)，用于对监测平台(10)获取到的数据进行储存；
判断单元(30)，用于对供氢管道内的气压进行监测，判断当前气压是否出现异常，以及判断下一个监测周期内的气压是否会出现异常，对异常数据来源的位置进行标记；
输出单元(40)，调取判断单元(30)产生的判断结果，并且对该结果进行输出，输出的指令为异常或者正常；
控制单元(50)，调取输出单元(40)的输出指令，形成相应的控制指令，也即减压指令或者不减压指令；
减压单元(60)，当输出单元(40)输出减压指令时，通过控制单元(50)控制减压单元(60)对供氢管道进行减压；
通信单元(70)，当控制单元(50)输出的指令为减压时，向用户发出提醒，以对用户形成告知；
所述判断单元(30)包括，预设单元(31)，用于对供氢管道内可接受的压力进行预设，形成预设值；数据库单元(33)，用于对由储存单元(20)输入的气压数据进行汇集，形成本次数据，当经历了若干个监测周期后，累积成历史数据；数据标记单元(35)用于对产生气压的位置进行标记，便于系统获取气压异常的位置信息；
所述判断单元(30)还包括预测单元(34)，用于对接下来的气压数据进行预测，得出下一周期的气压预测数据，其中，预测逻辑为Xi+1＝α+βXi+εi，α＝0.02、β＝0.95、εi＝0；
所述判断单元(30)还包括数据对比单元(32)，用于将本次监测到的气压数据和历史数据集中的同期数据进行比较，以判断本次数据是否异常，异常的标准为本次数据为预设数据的1.1倍以上，其中本次数据列为Xi，预设数据列为Zi，通过将预测单元(34)产生的预测数据与历史同期数据进行比较，判断接下来的数据是否为异常，异常数据列为Yi+1，其中，Yi+1∈(1.1Zi，∞)。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池供氢系统，其特征在于，所述储存单元(20)包括云储存模块(21)以及本地储存模块(22)，所述云储存模块(21)具备云储存功能，所述本地储存模块(22)具备本地储存功能，为硬盘模块。
3.根据权利要求2所述的氢燃料电池供氢系统，其特征在于，所述云储存模块(21)用于对本地储存模块(22)进行备份，避免数据产生丢失。
4.根据权利要求1所述的氢燃料电池供氢系统，其特征在于，所述控制单元(50)为PLC控制器。
5.根据权利要求1所述的氢燃料电池供氢系统，其特征在于，所述通信单元(70)包括无线通信模块(71)以及本地通信模块(72)，所述无线通信模块(71)具备无线通信功能，所述本地通信模块(72)具备本地近距离通信功能。
6.根据权利要求5所述的氢燃料电池供氢系统，其特征在于，所述本地通信模块(72)为灯光报警器。
7.根据权利要求6所述的氢燃料电池供氢系统，其特征在于，预设值为额定值的0.9-1.0倍之间。
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