CN114481217A - 新能源制氢的控制方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源制氢的控制方法、装置及电子设备，当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值，将新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使电解槽的槽温达到预设槽温阈值。本发明在氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值时，使新能源制氢系统进入待机模式，利用目标电压维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，通过使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，使电解槽在新能源功率上升时可以快速响应，避免再次大范围升温。
Description
技术领域
本发明涉及制氢技术领域，更具体的说，涉及一种新能源制氢的控制方法、装置及电子设备。
背景技术
传统的电解水制氢采用电网电力下电恒功率制氢，电解槽的电力来源是稳定的。但是，针对新能源制氢而言，新能源输入至电解槽的电力是波动的，特别是风电，其波动特定是秒级波动，因此对制氢系统的稳定性带来了挑战。
针对电解液而言，由于其隔膜特性影响，电解槽存在氢中氧浓度与氧中氢浓度超标问题，因此，为解决氢中氧浓度与氧中氢浓度超标问题，需要电解槽的供电电源关机。而当新能源功率上升时，电解槽再次开机，因此，存在电解槽频繁开关机的情况，从而影响电解槽的使用寿命及性能。另外，当电解槽的供电电源关机后，电解槽温度会降低，当新能源功率上升时，又带来新一轮的升温过程，不仅使电解槽处于热胀冷缩的状态，还造成能量浪费，使制氢经济性降低。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种新能源制氢的控制方法、装置及电子设备，以使电解槽处于容性状态避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能，通过使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，使电解槽在新能源功率上升时快速响应，避免再次大范围升温，因此有效避免电解槽处于热胀冷缩状态的情况，节约能量，提高制氢的经济性。
一种新能源制氢的控制方法，包括：
当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值；
其中，所述预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。
可选的，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值，包括：
向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
利用加热功率为所述电解液加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值，其中，所述加热功率基于所述目标电压确定。
可选的，所述目标电压由制氢电源输出。
可选的，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值，包括：
向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
采用预设加热方式对所述电解液进行加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值。
可选的，所述预设加热方式包括：采用碱液加热器加热，或者，升高或维持所述新能源制氢系统所处环境温度在预设环境温度范围。
一种新能源制氢的装置，包括：
模式转换单元，用于当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
加热单元，用于向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值；
其中，所述预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。
可选的，所述加热单元具体包括：
第一电压输入子单元，用于向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
第一加热子单元，用于利用加热功率为所述电解液加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值，其中，所述加热功率基于所述目标电压确定。
可选的，所述加热单元具体包括：
第二电压输入子单元，用于向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
第二加热子单元，用于采用预设加热方式对所述电解液进行加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值。
可选的，还包括：
新能源发电单元，用于向所述电解槽输入所述目标电压。
一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储至少一个指令；
所述处理器用于执行所述至少一个指令以实现上述所述的控制方法。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种新能源制氢的控制方法、装置及电子设备，当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值，将新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使电解槽的槽温达到预设槽温阈值。本发明在氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值时，对新能源制氢系统新增了待机模式，在该待机模式下，因电解槽分层电容的影响，目标电压可以使电解槽整体呈现大电容特性，使电解槽工作在容性区域保持电极活性。与此同时，向电解槽输入的目标电压小于电解槽分解电压可以使电解槽不产生氢气，从而能够维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能。另外，通过使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，可以使电解槽在新能源功率上升时快速响应，避免再次大范围升温，因此有效避免了电解槽处于热胀冷缩状态的情况，还节约了能量，提高了制氢的经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种新能源制氢的控制方法流程图；
图2为本发明实施例公开的另一种新能源制氢的控制方法流程图；
图3为本发明实施例公开的另一种新能源制氢的控制方法流程图；
图4为本发明实施例公开的一种新能源制氢的控制装置的结构示意图；
图5为本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种新能源制氢的控制方法、装置及电子设备，当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值，将新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使电解槽的槽温达到预设槽温阈值。本发明在氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值时，对新能源制氢系统新增了待机模式，在该待机模式下，因电解槽分层电容的影响，目标电压可以使电解槽整体呈现大电容特性，使电解槽工作在容性区域保持电极活性。与此同时，向电解槽输入的目标电压小于电解槽分解电压可以使电解槽不产生氢气，从而能够维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能。另外，通过使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，可以使电解槽在新能源功率上升时快速响应，避免再次大范围升温，因此有效避免了电解槽处于热胀冷缩状态的情况，还节约了能量，提高了制氢的经济性。
参见图1，本发明实施例公开的一种新能源制氢的控制方法流程图，该方法包括：
步骤S101、当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
其中，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。第一纯度限值和第二纯度限值的取值可以相同或是不同，具体依据电解槽实际情况而定，本发明在此不做限定。
在实际应用中，导致氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值的原因，包括但不限于电解槽输入的新能源功率低于电解槽功率下限值。
步骤S102、向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值。
其中，电解槽可以为碱性电解槽、PEM(Proton Exchange Membrane，质子交换膜)电解槽等，具体依据实际需要确定，本发明在此不做限定。
电解槽分解电压指的是：电解槽中电解液具有的分解电压，电解槽单个小室分解电压一般为1.23V，10个小室的分解电压为12.3V。
容性区域指的是：电解槽的输入电压处于电解槽分解电压以下。
预设槽温阈值的取值依据实际需要而定，例如95℃，本发明在此不做限定。
综上可知，本发明公开了一种新能源制氢的控制方法，当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值，将新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使电解槽的槽温达到预设槽温阈值。本发明在氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值时，对新能源制氢系统新增了待机模式，在该待机模式下，因电解槽分层电容的影响，目标电压可以使电解槽整体呈现大电容特性，使电解槽工作在容性区域保持电极活性。与此同时，向电解槽输入的目标电压小于电解槽分解电压可以使电解槽不产生氢气，从而能够维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能。另外，通过使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，可以使电解槽在新能源功率上升时快速响应，避免再次大范围升温，因此有效避免了电解槽处于热胀冷缩状态的情况，还节约了能量，提高了制氢的经济性。
在实际应用中，当对电解液进行加热时，可以采用对电解液直接加热方式和/或对电解液间接加热方式，具体举例说明如下：
参见图2，本发明实施例公开的另一种新能源制氢的控制方法流程图，该方法包括：
步骤S201、当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
其中，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。第一纯度限值和第二纯度限值的取值可以相同或是不同，具体依据电解槽实际情况而定，本发明在此不做限定。
步骤S202、向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性；
步骤S203、利用加热功率为电解液加热，使槽温达到预设槽温阈值。
其中，加热功率基于目标电压确定。在实际应用中，当利用目标电压带来的功率为电解热加热时，在保证目标电压小于电解槽分解电压的同时，还需保证目标电压带来的功率足以为电解液加热，以使槽温达到预设槽温阈值。目标电压的具体取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
本实施例中的目标电压可以由制氢电源输出，制氢电源可以为光伏电源和风电电源等。
预设槽温阈值的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
综上可知，当新能源制氢系统进入待机模式时，本发明向电解槽输入一个小于电解槽分解电压的目标电压，因电解槽分层电容的影响，该目标电压可以使电解槽整体呈现大电容特性，从而电解槽工作在容性区域保持电极活性。由于向电解槽输入的目标电压小于电解槽分解电压，因此，电解槽不产生氢气，能够维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能。与此同时，目标电压带来的功率可以为电解液继续加热，使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，从而当新能源功率上升时，电解槽可以快速响应，避免再次大范围升温，从而节约了能量，提高了制氢的经济性。
需要说明的是，当新能源制氢系统工作在待机模式时，制氢电源向电解槽输入的电压实际会降低至电解槽分解电压(一般为电解槽额定电压的70％左右，具体根据电解槽而定)以下。当制氢电源向电解槽输入的电压未降低至0时，可以采用向电解槽输入一个小于电解槽分解电压的目标电压的方式为电解液加热。当制氢电源向电解槽输入的目标电压较低，目标电压带来的功率将无法使槽温快速达到预设槽温阈值，此时，采用下述加热方式：
因此，为进一步优化上述实施例，参见图3，本发明实施例公开的另一种新能源制氢的控制方法流程图，该方法包括：
步骤S301、当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
其中，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。第一纯度限值和第二纯度限值的取值可以相同或是不同，具体依据电解槽实际情况而定，本发明在此不做限定。
步骤S302、向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性；
步骤S303、采用预设加热方式对所述电解液进行加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值。
其中，预设加热方式包括：采用碱液加热器加热，或者，升高或维持所述新能源制氢系统所处环境温度在预设环境温度范围。
具体的，在实际应用中，可以采用碱液加热器对电解液直接加热，具体为：将碱液加热器放入电解液中，实现对电解液的直接加热，碱液加热器的供电电源可以由制氢电源提供。
还可以通过升高或维持新能源制氢系统所处环境温度在预设环境温度范围，实现对电解液的间接加热。预设环境温度范围的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
其中，升高或维持新能源制氢系统所处环境温度的方式包括但不限于利用空调升高或维持新能源制氢系统所处环境温度。
综上可知，当新能源制氢系统进入待机模式时，本发明采用预设加热方式对电解液进行加热，使电解槽的槽温可以快速达到预设槽温阈值，从而当新能源功率上升时，电解槽可以快速响应，避免再次大范围升温，从而节约了能量，提高了制氢的经济性。
与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种新能源制氢的控制装置。
参见图4，本发明实施例公开的一种新能源制氢的控制装置的结构示意图，该装置包括：
模式转换单元401，用于当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
其中，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。第一纯度限值和第二纯度限值的取值可以相同或是不同，具体依据电解槽实际情况而定，本发明在此不做限定。
在实际应用中，导致氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值的原因，包括但不限于电解槽的新能源功率低于电解槽功率下限。
加热单元402，用于向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值；
其中，对电解液进行加热，可以采用对电解液直接加热方式，或是对电解液间接加热方式，具体依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
预设槽温阈值的取值依据实际需要而定，例如95℃，本发明在此不做限定。
综上可知，本发明公开了一种新能源制氢的控制装置，当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值，将新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使电解槽的槽温达到预设槽温阈值。本发明在氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值时，对新能源制氢系统新增了待机模式，在该待机模式下，因电解槽分层电容的影响，目标电压可以使电解槽整体呈现大电容特性，使电解槽工作在容性区域保持电极活性。与此同时，向电解槽输入的目标电压小于电解槽分解电压可以使电解槽不产生氢气，从而能够维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能。另外，通过使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，可以使电解槽在新能源功率上升时快速响应，避免再次大范围升温，因此有效避免了电解槽处于热胀冷缩状态的情况，还节约了能量，提高了制氢的经济性。
在实际应用中，当对电解液进行加热时，可以采用对电解液直接加热方式和/或对电解液间接加热方式，具体举例说明如下：
加热单元402具体包括：
第一电压输入子单元，用于向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
第一加热子单元，用于利用加热功率为所述电解液加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值，其中，所述加热功率基于所述目标电压确定。
其中，本实施例中的目标电压可以由制氢电源输出，制氢电源可以为光伏电源和风电电源等。
预设槽温阈值的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
综上可知，当新能源制氢系统进入待机模式时，本发明向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，因电解槽分层电容的影响，该目标电压可以使电解槽整体呈现大电容特性，从而电解槽工作在容性区域保持电极活性。由于向电解槽输入的目标电压小于电解槽分解电压，因此，电解槽不产生氢气，能够维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能。与此同时，目标电压带来的功率可以为电解液继续加热，使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，从而当新能源功率上升时，电解槽可以快速响应，避免再次大范围升温，从而节约了能量，提高了制氢的经济性。
需要说明的是，当新能源制氢系统工作在待机模式时，制氢电源向电解槽输入的电压实际会降低至电解槽分解电压(一般为电解槽额定电压的70％左右，具体根据电解槽而定)以下。当制氢电源向电解槽输入的电压未降低至0时，可以采用向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压的方式为电解液加热。当制氢电源向电解槽输入的目标电压较低，甚至降低至0时，目标电压带来的功率将无法使槽温快速达到预设槽温阈值，此时，采用下述方式：
因此，为进一步优化上述实施例，加热单元402具体还包括：
第二电压输入子单元，用于向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
第二加热子单元，用于采用预设加热方式对所述电解液进行加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值。
其中，预设加热方式包括：采用碱液加热器加热，或者，升高或维持所述新能源制氢系统所处环境温度在预设环境温度范围。
具体的，在实际应用中，可以采用碱液加热器对电解液直接加热，具体为：将碱液加热器放入电解液中，实现对电解液的直接加热，碱液加热器的供电电源可以由制氢电源提供。
还可以通过升高或维持新能源制氢系统所处环境温度在预设环境温度范围，实现对电解液的间接加热。预设环境温度范围的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。
其中，升高或维持新能源制氢系统所处环境温度的方式包括但不限于利用空调升高或维持新能源制氢系统所处环境温度。
综上可知，当新能源制氢系统进入待机模式时，本发明采用预设加热方式对电解液进行加热，使电解槽的槽温可以快速达到预设槽温阈值，从而当新能源功率上升时，电解槽可以快速响应，避免再次大范围升温，从而节约了能量，提高了制氢的经济性。
为进一步优化上述实施例，控制装置还可以包括：
新能源发电单元，用于向电解槽输入目标电压，其中，所述目标电压小于电解槽分解电压。
与上述实施例相对应，如图5所示，本发明还提供了一种电子设备，电子设备可以包括：处理器1和存储器2；
其中，处理器1和存储器2通过通信总线3完成相互间的通信；
处理器1，用于执行至少一个指令；
存储器2，用于存储至少一个指令；
处理器1可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器2可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
其中，处理器执行至少一个指令实现如下功能：
当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值；
其中，所述预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。
综上可知，本发明公开了一种电子设备，当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值，将新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使电解槽的槽温达到预设槽温阈值。本发明在氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值时，对新能源制氢系统新增了待机模式，在该待机模式下，因电解槽分层电容的影响，目标电压可以使电解槽整体呈现大电容特性，使电解槽工作在容性区域保持电极活性。与此同时，向电解槽输入的目标电压小于电解槽分解电压可以使电解槽不产生氢气，从而能够维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能。另外，通过使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，可以使电解槽在新能源功率上升时快速响应，避免再次大范围升温，因此有效避免了电解槽处于热胀冷缩状态的情况，还节约了能量，提高了制氢的经济性。
与上述实施例相对应，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储至少一个指令，至少一个指令被处理器执行如下功能：
当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值；
其中，所述预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。
综上可知，本发明公开了一种计算机可读存储介质，当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值，将新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使电解槽的槽温达到预设槽温阈值。本发明在氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值时，对新能源制氢系统新增了待机模式，在该待机模式下，因电解槽分层电容的影响，目标电压可以使电解槽整体呈现大电容特性，使电解槽工作在容性区域保持电极活性。与此同时，向电解槽输入的目标电压小于电解槽分解电压可以使电解槽不产生氢气，从而能够维持电解槽处于容性状态，避免电解槽的频繁开关机，提高电解槽的使用寿命及性能。另外，通过使电解槽的槽温达到预设槽温阈值，可以使电解槽在新能源功率上升时快速响应，避免再次大范围升温，因此有效避免了电解槽处于热胀冷缩状态的情况，还节约了能量，提高了制氢的经济性。
需要特别说明的是，电子设备和计算机可读存储介质的具体工作原理，请参见方法实施例对应部分，此处不再赘述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种新能源制氢的控制方法，其特征在于，包括：
当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值；
其中，所述预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值，包括：
向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
利用加热功率为所述电解液加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值，其中，所述加热功率基于所述目标电压确定。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述目标电压由制氢电源输出。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值，包括：
向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
采用预设加热方式对所述电解液进行加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述预设加热方式包括：采用碱液加热器加热，或者，升高或维持所述新能源制氢系统所处环境温度在预设环境温度范围。
6.一种新能源制氢的装置，其特征在于，包括：
模式转换单元，用于当新能源制氢系统满足预设模式转换条件时，将所述新能源制氢系统由工作模式转换为待机模式；
加热单元，用于向电解槽输入小于电解槽分解电压的目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性，并使所述电解槽的槽温达到预设槽温阈值；
其中，所述预设模式转换条件为：氢中氧浓度高于第一纯度限值和/或氧中氢浓度高于第二纯度限值。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述加热单元具体包括：
第一电压输入子单元，用于向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
第一加热子单元，用于利用加热功率为所述电解液加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值，其中，所述加热功率基于所述目标电压确定。
8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述加热单元具体包括：
第二电压输入子单元，用于向所述电解槽输入所述目标电压，使所述电解槽工作在容性区域保持电极活性；
第二加热子单元，用于采用预设加热方式对所述电解液进行加热，使所述槽温达到所述预设槽温阈值。
9.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，还包括：
新能源发电单元，用于向所述电解槽输入所述目标电压。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储至少一个指令；
所述处理器用于执行所述至少一个指令以实现如权利要求1～5任意一项所述的控制方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023169012A1 (zh) * | 2022-03-07 | 2023-09-14 | 阳光氢能科技有限公司 | 新能源制氢的控制方法、装置及电子设备 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030006136A1 (en) * | 2001-07-03 | 2003-01-09 | Yutaka Hiki | Water electrolyzing system |
| US20120295175A1 (en) * | 2010-01-28 | 2012-11-22 | Electro Power Systems S.P.A. | Management of the operation of a system for producing electric power from hydrogen and hydrogen from electric power |
| CN112217227A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 阳光电源股份有限公司 | 直流耦合光伏离网制氢系统及其控制方法 |
| WO2021104205A1 (zh) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 长城汽车股份有限公司 | 一种电池包控制方法、系统及车辆 |
| CN113373477A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-10 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 动态制氢电解槽的电解液流量、压力控制方法及系统 |
| CN113430570A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-09-24 | 阳光新能源开发有限公司 | 一种制氢电解液温度控制方法及制氢系统 |
| WO2022012697A1 (zh) * | 2020-07-15 | 2022-01-20 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 波动型功率输入的电解水制氢方法及其装置 |
| CN215799943U (zh) * | 2021-09-07 | 2022-02-11 | 华电重工股份有限公司 | 一种电解制氢系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108517533B (zh) * | 2018-03-26 | 2020-07-28 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种电解制氢控制方法及装置 |
| WO2020008687A1 (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 日立造船株式会社 | 水電解システム及び水電解方法 |
| DE102020112880A1 (de) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | Sma Solar Technology Ag | Verfahren zum betrieb eines elektrolyseurs, verbindungsschaltung, gleichrichter und elektrolyseanlage zur durchführung des verfahrens |
| CN112725832A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 阳光电源股份有限公司 | 一种水电解制氢控制方法、系统及控制器 |
| CN113846338B (zh) * | 2021-09-22 | 2023-03-28 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种制氢储氢系统及多模式循环制氢方法 |
| CN114481217A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-13 | 阳光氢能科技有限公司 | 新能源制氢的控制方法、装置及电子设备 |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030006136A1 (en) * | 2001-07-03 | 2003-01-09 | Yutaka Hiki | Water electrolyzing system |
| US20120295175A1 (en) * | 2010-01-28 | 2012-11-22 | Electro Power Systems S.P.A. | Management of the operation of a system for producing electric power from hydrogen and hydrogen from electric power |
| CN112217227A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 阳光电源股份有限公司 | 直流耦合光伏离网制氢系统及其控制方法 |
| WO2021104205A1 (zh) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 长城汽车股份有限公司 | 一种电池包控制方法、系统及车辆 |
| WO2022012697A1 (zh) * | 2020-07-15 | 2022-01-20 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 波动型功率输入的电解水制氢方法及其装置 |
| CN113373477A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-10 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 动态制氢电解槽的电解液流量、压力控制方法及系统 |
| CN113430570A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-09-24 | 阳光新能源开发有限公司 | 一种制氢电解液温度控制方法及制氢系统 |
| CN215799943U (zh) * | 2021-09-07 | 2022-02-11 | 华电重工股份有限公司 | 一种电解制氢系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《潜艇空气再生和分析》编写组: "《潜艇空气再生和分析》", pages: 96 - 97 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023169012A1 (zh) * | 2022-03-07 | 2023-09-14 | 阳光氢能科技有限公司 | 新能源制氢的控制方法、装置及电子设备 |
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