CN114335605A - 燃料电池测试实验室的用电控制系统及方法 - Google Patents
燃料电池测试实验室的用电控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114335605A CN114335605A CN202210147622.1A CN202210147622A CN114335605A CN 114335605 A CN114335605 A CN 114335605A CN 202210147622 A CN202210147622 A CN 202210147622A CN 114335605 A CN114335605 A CN 114335605A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laboratory
- consumption
- power
- output end
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 73
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 36
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 14
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 101100187348 Aspergillus sp. (strain MF297-2) notQ gene Proteins 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 10
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- 102100036790 Tubulin beta-3 chain Human genes 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明提供了一种燃料电池测试实验室的用电控制系统，属于燃料电池测试技术领域，解决了现有燃料电池测试系统的不合理用电问题。该系统包括电堆、DC‑DC转换器、反馈式电子负载、单冷空调、热风鼓风机、内外循环水泵、板换控温设备、冷水机、控制器。电堆的供电端依次经DC‑DC转换器、反馈式电子负载接供电电网；供电电网的输出端一路与单冷空调连接，另一路与热风鼓风机内交流电阻连接。控制器，用于判断发电量与需求电量的差值是否超过电网变压器可储电量，如果是，在室温低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在室温高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，否则，进入节能模式。各测试台的反馈电量不一致，通过增加负载，将多余的电量耗散，避免对上游变压器造成损害，同时合理利用该部分能量。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池测试实验室的用电控制系统及方法。
背景技术
目前，实验室内燃料电池测试多用于反馈式负载，燃料电池发出的电能通过反馈负载将直流电转换成交流电，反馈到电网上，在夏天可以用于辅助设备冷水机及单冷空调的用电，节约工厂用电，但是冬季辅助设备用电量减小，燃料电池发电量大于用电量，会使部分电量反馈至上一级电网上，如果馈电量大于变压器容量会造成一定的危险，且目前冬季实验室环境温度较低，不适合测试人员长期工作。
专利CN209803302U主要利用燃料电池发电量的反馈，将燃料电池电化学测试过程中产生的电能存储于储能电池，避免了常规电阻型负载将燃料电池系统产生的电能通过热能消耗掉的能量浪费，但因测试工况不同，实验室的电网变压器电容量测试有很大偏差，可能会导致余量过多或者没有余量的现象出现。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种燃料电池测试实验室的用电控制系统，用以解决现有燃料电池测试系统的不合理用电的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种燃料电池测试实验室的用电控制系统，包括电堆、DC-DC转换器、反馈式电子负载、单冷空调、热风鼓风机、内外循环水泵、板换控温设备、冷水机，以及控制器；其中，
电堆的冷却液出口依次经内循环水泵、板换温控设备的支路一与其冷却液进口连接；冷水机的出水口依次经外循环水泵、板换温控设备的支路二与其入水口连接；电堆的供电端依次经DC-DC转换器、反馈式电子负载接供电电网，供电电网的输出端一路与单冷空调连接，另一路与热风鼓风机内交流电阻连接；
控制器，用于监测室内温度T，并获取用电设备的需求电量Q 消耗，t+1，当前时刻电堆的发电总量Q 发电，t ；以及，判断Q 发电，t与Q消耗，t+1的差值是否超过电网变压器可储电量（容量-可使用电量）Q 变压器，如果是，在T低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式。
上述技术方案的有益效果如下：上述用电控制系统在冬季寒冷天气下，利用热风鼓风机消耗多余的电量，避免产生的电量超过电网变压器的可储电量，将电转化为余热改善实验室厂区的冬季温度；在夏季高温天气下，对单冷空调进行供电，消耗多余的能量。上述结构的配合使用，使得供电控制系统更安全，且适合测试人员长期工作。
基于上述系统的进一步改进，控制器还用于监测当前时刻用电设备的耗电总量Q 消耗，t ；以及，根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1（-表示减号运算符）超过实验室最大负荷，控制用电设备进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻预设运行状态；如果递增，且Q 消耗，t+1-Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态。
上述进一步方案的有益效果如下：通过上述方案，可有效控制用电成本，保证了燃料电池测试系统工作时的安全、连续和稳定，确保测试结果的可靠、准确。
进一步，该用电控制系统还包括电控三通阀；其中，
所述电控三通阀的输入端与热风鼓风机的出风口连接，其输出端一通向实验室外，其输出端二经实验室内的岗位送风管道通向相应岗位送风口，其控制端与控制器的输出端连接。
上述进一步方案的有益效果如下：通过设置电控三通阀，在夏季高温时管路上的三通阀开关打开至排空侧（输出端一）将热量耗散掉，在冬天时，该三通阀开关打开至岗位送风管道（输出端二）上，并根据室内温度自动调节三通阀的开度，调整室内的温度。
进一步，该用电控制系统还包括过滤器、去离子罐和补偿水箱；其中，
所述过滤器设置于内循环水泵的输出端、板换温控设备的冷凝水入口之间，或板换温控设备的冷凝水出口、电堆的冷却液入口之间；
电堆的冷却液入口还经所述去离子罐与所述补偿水箱连接；所述补偿水箱内设有液位传感器；
所述热风鼓风机由单冷空调的风机以及传输管道上的发热电阻构成。
上述进一步方案的有益效果如下：通过过滤器使得入堆冷却液得到净化，提高电堆的使用寿命。去离子罐和补偿水箱，对电堆运行过程中损耗的冷却液得到补充。上述措施，能够提高燃料电池的测试结果准确性。
进一步，所述控制器包括：
数据获取模块，用于获取实验室内温度T，室外温度T^，下一时刻用电设备的需求电量Q 消耗，t+1，以及实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，发送至数据分析与控制模块；
数据分析与控制模块，用于根据接收到的实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，确定当前时刻电堆的发电总量Q 发电，t ；以及，获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器，如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式。
上述进一步方案的有益效果如下：在发电量与需求电量的差值超过电网变压器可储电量后，在室温低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在室温高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，否则，进入节能模式。各测试台的反馈电量不一致，通过增加负载，将多余的电量耗散，避免对上游电网变压器造成损害。
进一步，所述数据获取模块进一步包括：
电流检测传感器，设于反馈式电子负载的所在支路上，用于获取实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流；
温度传感器，分别设于实验室内和实验室外，用于获取室内温度T和室外温度T^；
电量获取子模块，用于获取电网变压器可储电量Q 变压器，以及下一时刻用电设备的需求电量Q 消耗，t+1。
上述进一步方案的有益效果如下：通过上述数据获取模块，为精准的用电控制奠定了基础。
进一步，所述数据分析与控制模块执行如下程序：
根据实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，得出单位时段内每一燃料电池发动测试台的发电量，汇总后结果作为电堆的发电总量Q 发电，t ；
获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，以及所有用电设备的用电总量Q 消耗，t ；
根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1超过实验室最大负荷，控制功率变化超过预设值的用电设备维持当前时刻运行状态不变、其他用电设备进入下一时刻运行状态进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻运行状态，并执行下一步；如果递增，且Q 消耗，t+1 -Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备按照供电重要性进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态，并执行下一步；
判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器；如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室内推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室外推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭相应鼓风机或单冷空调；否则，进入节能模式。
上述进一步方案的有益效果如下：避免了用电设备的负荷过大，且在电网储能不足的情况下，能够自动消耗能量用于调控温度，提高测试人员的环境舒适性。
另一方面，本发明还公开了一种燃料电池测试实验室的用电控制方法，包括如下步骤：
在燃料电池测试系统的反馈式电子负载所在支路上增设电流检测传感器，并与热风鼓风机内交流电阻连接；并且，将实验室的单冷空调与燃料电池测试系统中电堆的供电端连接；
监测当前时刻室内温度T，并获取下一时刻用电设备的需求用电量Q 消耗，t+1，以及，燃料电池发电测试台的发电总量Q 发电，t ；
判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过电网变压器可储电量Q 变压器，如果是，在T低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭相应热风鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式。
上述技术方案的有益效果如下：在冬季寒冷天气下，利用热风鼓风机消耗多余的电量，避免产生的电量超过电网变压器的可储电量，将电转化为余热改善实验室厂区的冬季温度；在夏季高温天气下，对单冷空调进行供电，消耗多余的能量。
进一步，所述燃料电池发电测试台的发电总量Q 发电，t 通过如下步骤获得：
通过所述电流检测传感器，获得实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，进而得出单位时段内每一燃料电池发动测试台的发电量；
将上述每一燃料电池发动测试台的发电量进行汇总，将汇总后结果作为电堆的发电总量Q 发电，t 。
上述进一步方案的有益效果如下：方法较为简单，只需将反馈式电子负载电路上的电流作为衡量发电量的参考，就能实现准确的电控。
进一步，所述判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过电网变压器可储电量Q 变压器，如果是，在T低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器后关闭鼓风机或单冷空调的步骤，包括：
获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，以及所有用电设备的用电总量Q 消耗，t ；
根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1超过实验室最大负荷，控制功率变化超过预设值的用电设备维持当前时刻运行状态不变、其他用电设备进入下一时刻运行状态进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻运行状态，并执行下一步；如果递增，且Q 消耗，t+1-Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备按照供电重要性进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态，并执行下一步；
判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器；如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室内推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室外推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭相应鼓风机或单冷空调。
上述进一步方案的有益效果如下：避免了用电设备的负荷过大，且在电网储能不足的情况下，能够自动消耗能量用于调控温度，提高测试人员的环境舒适性。
提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了实施例1燃料电池测试实验室的用电控制系统组成示意图；
图2示出了实施例2燃料电池测试实验室的用电控制系统组成示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
实施例1
本发明的一个实施例，公开了一种燃料电池测试实验室的用电控制系统，如图1所示，包括电堆、DC-DC转换器、反馈式电子负载、单冷空调、热风鼓风机、内外循环水泵、板换控温设备、冷水机，以及控制器。
其中，电堆的冷却液出口依次经内循环水泵、板换温控设备的支路一与其冷却液进口连接；冷水机的出水口依次经外循环水泵、板换温控设备的支路二与其入水口连接；电堆的供电端依次经DC-DC转换器、反馈式电子负载接供电电网，供电电网的输出端一路与单冷空调连接，另一路与热风鼓风机内交流电阻连接。
实验室内设有电堆、DC-DC转换器、内循环水泵、板换控温设备、岗位送风管道以及岗位送风口。反馈式电子负载、单冷空调、热风鼓风机、外循环水泵、冷水机可设于实验室外，或者实验室内。
控制器，用于监测室内温度T，并获取用电设备的需求电量Q 消耗，t+1，当前时刻电堆的发电总量Q 发电，t ；以及，判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过电网变压器可储电量Q变压器，如果是，在T低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式（即合理开启交流电子负载，调节岗位送风）。
现有电堆的种类很多，上述用电控制系统适用于现有的各类电堆。测试时，电堆需通入空气以及燃料气，此处进行了省略，本领域技术人员能够理解。
反馈式电子负载具有测试功能，是用来模拟其他用电设备用电环境的硬件，模拟状态参数可任意变化，从而测试燃料电池在各种普通状态和极限状态下的表现，是由电阻、电感、电容、晶体管、集成电路组成的测试仪器。
用电设备为燃料电池测试中的所有用电设备，例如空压机、氢喷设备、制冷空调、热风鼓风机、反馈电子负载、内外循环水泵等。
与现有技术相比，上述用电控制系统在冬季寒冷天气下，利用热风鼓风机消耗多余的电量，避免产生的电量超过电网变压器的可储电量，将电转化为余热改善实验室厂区的冬季温度；在夏季高温天气下，对单冷空调进行供电，消耗多余的能量。
实施例2
在实施例1的基础上进行优化，控制器，还用于监测当前时刻用电设备的耗电总量Q 消耗，t ；以及，根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1超过实验室最大负荷，控制用电设备进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻预设运行状态；如果递增，且Q 消耗，t+1 -Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态。
优选地，实验室的墙壁上设有隔热层，防止夏季高温降低制冷空调的使用效果，以及冬季低温降低发热风机的使用效果。
上游的变压器容量Q变压器需要大于等于Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值。因各测试台的反馈电量不一致，因此如果上游变压器较小，需要增加负载（制冷空调、热风鼓风机、反馈电子负载），将多余的电量耗散，避免对变压器造成损害。
优选地，热风鼓风机可由单冷空调的风机和交流电阻或其他发热电阻构成。通过单冷空调的风机将交流电阻负载产生的热量通过岗位送风管道传输至实验室，用于升高实验室的温度，优化实验人员的环境温度。
优选地，该用电控制系统还包括电控三通阀，如图2所示。其中，所述电控三通阀的输入端与热风鼓风机的出风口连接，其输出端一通向实验室外，其输出端二经实验室内的岗位送风管道通向相应岗位送风口，其控制端与控制器的输出端连接。
优选地，该用电控制系统还包括过滤器、去离子罐和补偿水箱。其中，所述过滤器设置于内循环水泵的输出端、板换温控设备的冷凝水入口之间，或板换温控设备的冷凝水出口、电堆的冷却液入口之间；电堆的冷却液入口还经所述去离子罐与所述补偿水箱连接；所述补偿水箱内设有液位传感器。
优选地，控制器进一步包括依次连接的数据获取模块、数据分析与控制模块。
数据获取模块，用于获取实验室内温度T，室外温度T^，下一时刻用电设备的需求电量Q 消耗，t+1，以及实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，发送至数据分析与控制模块。
数据分析与控制模块，用于根据接收到的实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，确定当前时刻电堆的发电总量Q 发电，t ；以及，获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器，如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式。
优选地，所述数据获取模块进一步包括电流检测传感器、温度传感器、电量获取子模块。
电流检测传感器，设于反馈式电子负载的所在支路上，用于获取实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流。
温度传感器，分别设于实验室内和实验室外，用于获取室内温度T和室外温度T^。
电量获取子模块，用于获取电网变压器可储电量Q 变压器，以及下一时刻用电设备的需求电量Q 消耗，t+1。其可采用现有的车载电量获取模块。
优选地，所述数据分析与控制模块执行如下程序：
SS1.根据实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，得出单位时段内每一燃料电池发动测试台的发电量，汇总后结果作为电堆的发电总量Q 发电，t ；
SS2.获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，以及所有用电设备的用电总量Q 消耗，t ；
SS3.根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1超过实验室最大负荷，控制功率变化超过预设值的用电设备维持当前时刻运行状态不变、其他用电设备进入下一时刻运行状态进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻运行状态，并执行步骤SS4；如果递增，且Q 消耗，t+1 -Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备按照供电重要性进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态，并执行步骤SS4；
SS4.判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器；如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室内推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室外推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭相应鼓风机或单冷空调；否则，进入节能模式。
因各燃料电池测试台的反馈电量不一致，因此如果上游变压器较小，需要增加负载（制冷空调、热风鼓风机、反馈电子负载），将多余的电量耗散，避免对变压器造成损害。
与实施例1相比，在夏天时本实施例提供的用电控制系统电控三通阀开关打开至输出端一排空侧将热量耗散掉，在冬天时，该开关打开至输出端二岗位送风管道上，并根据室内温度自动调节三通阀的开度，调整室内的温度。利用交流电阻产热及送风，能够有效提高厂区的环境温度，节省实验室运行成本，节约电费，提高实验室环境的舒适度。同时，避免产生的反馈电容量对变压器造成损坏。
实施例3
本发明还公开了一种上述实施例1或2所述用电控制系统对应的用电控制方法，包括如下步骤：
S1.在燃料电池测试系统的反馈式电子负载所在支路上增设电流检测传感器，并与热风鼓风机内交流电阻连接；并且，将实验室的单冷空调与燃料电池测试系统中电堆的供电端连接；
S2.监测当前时刻室内温度T，并获取下一时刻用电设备的需求用电量Q 消耗，t+1，以及，燃料电池发电测试台的发电总量Q 发电，t ；
S3.判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过电网变压器可储电量Q 变压器，如果是，在T低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭相应热风鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式。
实施例4
在实施例3所述基础上优化，步骤S2中的所述燃料电池发电测试台的发电总量Q 发电，t 通过如下步骤获得：
S21.通过步骤S1布设的所述电流检测传感器，获得实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，进而得出单位时段内每一燃料电池发动测试台的发电量Q 发电，t，i ；其中，i表示第i个燃料电池发动测试台；
S22.将上述每一燃料电池发动测试台的发电量进行汇总，将汇总后结果作为电堆的发电总量Q 发电，t 。
优选地，步骤S3进一步细化为：
S31.获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，以及所有用电设备的用电总量Q 消耗，t ；
S32.根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1超过实验室最大负荷，控制功率变化超过预设值的用电设备维持当前时刻运行状态不变、其他用电设备进入下一时刻运行状态进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻运行状态，并执行下一步；如果递增，且Q 消耗，t+1-Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备按照供电重要性进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态，并执行下一步；
S33.判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器；如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室内推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室外推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器关闭相应鼓风机或单冷空调。
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、实际应用或对现有技术的改进，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 (10)
1.一种燃料电池测试实验室的用电控制系统，其特征在于，包括电堆、DC-DC转换器、反馈式电子负载、单冷空调、热风鼓风机、内外循环水泵、板换控温设备、冷水机，以及控制器；其中，
电堆的冷却液出口依次经内循环水泵、板换温控设备的支路一与其冷却液进口连接；冷水机的出水口依次经外循环水泵、板换温控设备的支路二与其入水口连接；电堆的供电端依次经DC-DC转换器、反馈式电子负载接供电电网；该供电电网的输出端一路与单冷空调连接，另一路与热风鼓风机内交流电阻连接；
控制器，用于监测室内温度T，并获取用电设备的需求电量Q 消耗，t+1，当前时刻电堆的发电总量Q 发电，t ；以及，判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过电网变压器可储电量Q 变压器，如果是，在T低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器后关闭鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式。
2.根据权利要求1所述的燃料电池测试实验室的用电控制系统，其特征在于，控制器还用于监测当前时刻用电设备的耗电总量Q 消耗，t ；以及，根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1超过实验室最大负荷，控制用电设备进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻预设运行状态；如果递增，且Q 消耗，t+1 - Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池测试实验室的用电控制系统，其特征在于，还包括电控三通阀；其中，
所述电控三通阀的输入端与热风鼓风机的出风口连接，其输出端一通向实验室外，其输出端二经实验室内的岗位送风管道通向相应岗位送风口，其控制端与控制器的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的燃料电池测试实验室的用电控制系统，其特征在于，还包括过滤器、去离子罐和补偿水箱；其中，
所述过滤器设置于内循环水泵的输出端、板换温控设备的冷凝水入口之间，或板换温控设备的冷凝水出口、电堆的冷却液入口之间；
电堆的冷却液入口还经所述去离子罐与所述补偿水箱连接；所述补偿水箱内设有液位传感器；并且，
所述热风鼓风机由单冷空调的风机以及传输管道上的发热电阻构成。
5.根据权利要求3所述的燃料电池测试实验室的用电控制系统，其特征在于，所述控制器包括：
数据获取模块，用于获取实验室内温度T，室外温度T^，下一时刻用电设备的需求电量Q 消耗，t+1，以及实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，发送至数据分析与控制模块；
数据分析与控制模块，用于根据接收到的实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，确定当前时刻电堆的发电总量Q 发电，t ；以及，获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器，如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器后关闭鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式。
6.根据权利要求5所述的燃料电池测试实验室的用电控制系统，其特征在于，所述数据获取模块进一步包括：
电流检测传感器，设于反馈式电子负载的所在支路上，用于获取实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流；
温度传感器，分别设于实验室内和实验室外，用于获取室内温度T和室外温度T^；
电量获取子模块，用于获取电网变压器可储电量Q 变压器，以及下一时刻用电设备的需求电量Q 消耗，t+1。
7.根据权利要求6所述的燃料电池测试实验室的用电控制系统，其特征在于，所述数据分析与控制模块执行如下程序：
根据实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，得出单位时段内每一燃料电池发动测试台的发电量，汇总后结果作为电堆的发电总量Q 发电，t ；
获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，以及所有用电设备的用电总量Q 消耗，t ；
根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1超过实验室最大负荷，控制功率变化超过预设值的用电设备维持当前时刻运行状态不变、其他用电设备进入下一时刻运行状态进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻运行状态，并执行下一步；如果递增，且Q 消耗，t+1 -Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备按照供电重要性进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态，并执行下一步；
判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器；如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室内推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室外推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器后关闭相应鼓风机或单冷空调；否则，进入节能模式。
8.一种燃料电池测试实验室的用电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
在燃料电池测试系统的反馈式电子负载所在支路上增设电流检测传感器，并与热风鼓风机内交流电阻连接；并且，将实验室的单冷空调与燃料电池测试系统中电堆的供电端连接；
监测当前时刻室内温度T，并获取下一时刻用电设备的需求用电量Q 消耗，t+1，以及，燃料电池发电测试台的发电总量Q 发电，t ；
判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过电网变压器可储电量Q 变压器，如果是，在T低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器后关闭相应热风鼓风机或单冷空调，否则，进入节能模式。
9.根据权利要求8所述的燃料电池测试实验室的用电控制方法，其特征在于，所述燃料电池发电测试台的发电总量Q 发电，t 通过如下步骤获得：
通过所述电流检测传感器，获得实验室内各个燃料电池发动测试台的输出电流I，进而得出单位时段内每一燃料电池发动测试台的发电量；
将上述每一燃料电池发动测试台的发电量进行汇总，将汇总后结果作为电堆的发电总量Q 发电，t 。
10.根据权利要求8或9所述的燃料电池测试实验室的用电控制方法，其特征在于，所述判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过电网变压器可储电量Q 变压器，如果是，在T低于设定值时启动热风鼓风机向实验室推送热风，在T高于设定值启动单冷空调向实验室推送冷风，直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1 的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器后关闭鼓风机或单冷空调的步骤，进一步包括：
获取当前时刻电网变压器可储电量Q 变压器，以及所有用电设备的用电总量Q 消耗，t ；
根据所述Q 消耗，t 判断设定时间内用电设备的用电量是否递增或者递减；如果递减，且Q 消耗，t -Q 消耗，t+1超过实验室最大负荷，控制功率变化超过预设值的用电设备维持当前时刻运行状态不变、其他用电设备进入下一时刻运行状态进行错峰，否则，控制所有用电设备进入下一时刻运行状态，并执行下一步；如果递增，且Q 消耗，t+1-Q 消耗，t 超过实验室最大负荷，控制用电设备按照供电重要性进行错峰，否则，控制所有用电设备维持当前时刻运行状态，并执行下一步；
判断Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值是否超过Q 变压器；如果是，在T低于设定值时，控制电控三通阀的输出端一关闭、输出端二开启，启动热风鼓风机向实验室内推送热风，在T高于设定值、T^低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭低于设定值时控制电控三通阀的输出端一开启、输出端二关闭，启动热风鼓风机向实验室外推送热风，在T、T^均高于设定值时，启动单冷空调向实验室内推送冷风，并直到Q 发电，t 与Q 消耗，t+1的差值不超过电网变压器可储电量Q 变压器后关闭相应鼓风机或单冷空调。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210147622.1A CN114335605A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 燃料电池测试实验室的用电控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210147622.1A CN114335605A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 燃料电池测试实验室的用电控制系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114335605A true CN114335605A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=81030339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210147622.1A Pending CN114335605A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 燃料电池测试实验室的用电控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114335605A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120126642A (ko) * | 2011-05-12 | 2012-11-21 | 현대자동차주식회사 | 연비형 에어컨 시스템 및 이를 이용한 에어컨 제어방법 |
| CN109649200A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-19 | 安徽盛德能源互联网研究院有限公司 | 一种汽车充电设备智能降耗温度调节系统 |
| RU192388U1 (ru) * | 2018-12-25 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Испытательная станция проверки транспортных средств |
| CN111381171A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 天津银隆新能源有限公司 | 基于燃料电池测试的微网系统及控制方法 |
| CN214477575U (zh) * | 2021-02-02 | 2021-10-22 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池发动机一体化测试装置 |
| CN113725852A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-30 | 上海智能新能源汽车科创功能平台有限公司 | 一种燃料电池测试实验室的用电控制方法和系统 |
| CN216698442U (zh) * | 2022-02-17 | 2022-06-07 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 燃料电池测试实验室的用电控制装置 |
-
2022
- 2022-02-17 CN CN202210147622.1A patent/CN114335605A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120126642A (ko) * | 2011-05-12 | 2012-11-21 | 현대자동차주식회사 | 연비형 에어컨 시스템 및 이를 이용한 에어컨 제어방법 |
| CN109649200A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-19 | 安徽盛德能源互联网研究院有限公司 | 一种汽车充电设备智能降耗温度调节系统 |
| RU192388U1 (ru) * | 2018-12-25 | 2019-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Испытательная станция проверки транспортных средств |
| CN111381171A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 天津银隆新能源有限公司 | 基于燃料电池测试的微网系统及控制方法 |
| CN214477575U (zh) * | 2021-02-02 | 2021-10-22 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池发动机一体化测试装置 |
| CN113725852A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-30 | 上海智能新能源汽车科创功能平台有限公司 | 一种燃料电池测试实验室的用电控制方法和系统 |
| CN216698442U (zh) * | 2022-02-17 | 2022-06-07 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 燃料电池测试实验室的用电控制装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110764011B (zh) | 燃料电池测试平台 | |
| CN101654055B (zh) | 车厢恒温控制方法及系统 | |
| CN209675411U (zh) | 燃料电池电堆测试台 | |
| CN110752391B (zh) | 一种燃料电池半实物仿真平台 | |
| CN114156502A (zh) | 一种燃料电池热电联供系统 | |
| US6959249B2 (en) | Load following algorithm for a fuel cell based system | |
| CN107390128A (zh) | 一种燃料电池蓄电池混合动力系统能源管理试验平台及方法 | |
| CN113948739B (zh) | 一种车载燃料电池发动机系统及控制方法 | |
| CN101814768A (zh) | 一种基于燃料电池的备用电源系统 | |
| CN106324355B (zh) | 电化学装置的交流阻抗测试系统及方法 | |
| CN111381171A (zh) | 基于燃料电池测试的微网系统及控制方法 | |
| CN113921857A (zh) | 一种燃料电池的低温冷启动测试装置 | |
| CN206739535U (zh) | 一种应用于光伏屋顶的中央空调温度智能调节装置 | |
| JP2007188731A (ja) | 電解液循環型電池システム | |
| CN216698442U (zh) | 燃料电池测试实验室的用电控制装置 | |
| CN201488164U (zh) | 车厢恒温控制系统 | |
| CN213546373U (zh) | 一种测试燃料电池的去离子水控制系统 | |
| CN109915886A (zh) | 一种节能供暖设备的控制方法、系统及节能供暖设备 | |
| CN114335605A (zh) | 燃料电池测试实验室的用电控制系统及方法 | |
| CN110600770B (zh) | 一种燃料电池加湿器测试系统 | |
| CN209803301U (zh) | 一种基于燃料电池测试的微网系统 | |
| CN116111136A (zh) | 带有流体高低温转换模块的高温质子交换膜燃料电池测试台 | |
| WO2022237155A1 (zh) | 电池组检测控制方法、储能变换系统及计算机可读存储介质 | |
| CN115333157A (zh) | 基于Typhoon的综合能源微网并网孤岛半实物仿真方法及系统 | |
| CN214581777U (zh) | 太阳能光伏热水器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |