CN115354351A - 电解槽控制装置、电解制氢的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了电解槽控制装置、电解制氢的控制系统及方法，其中，该装置包括：多个电解槽、多个第一传感器、多个第二传感器、多个第三传感器、多个第四传感器以及控制器；控制器，用于根据外部输入的第五预设参数，和第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器分别获取的第一预设参数，第二预设参数，第三预设参数以及第四预设参数确定控制策略；通过设置多个电解槽，解决了现有技术中可再生能源的供需不匹配的问题；通过传感器采集的参数能够在电解过程中实时对电解模式进行选择和切换，以提高电解过程中的瞬态响应速率。

Description

电解槽控制装置、电解制氢的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及制氢领域，具体涉及电解槽控制装置、电解制氢的控制系统及方法。

背景技术

氢气是一种同时具备物质属性和能量属性的能源载体，并在工业生产、电的能量载体、电合成燃料、供热以及交通领域发挥着重要作用。碱性点解水制氢技术目前已经实现了商业化，并广泛应用于工业稳态制氢。

目前，碱性电解制氢技术方案简单，应用成熟，成本低，具备了大规模商业化的应用前景。另外，基于大量研究表明，碱性电解水制氢系统现有研究的主要不足表现在：一方面，现有电解模式存在瞬态响应差的问题，如何提高瞬态响应速率是需要解决的问题；另一方面，在可再生能源的需求下，电解槽的装机需求量很大，因此，如何从可再生能源系统本身考虑系统综合最优，这也是当下亟需考虑的迫切需求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的瞬态响应差以及能量供需不匹配的缺陷，从而提供电解槽控制装置、电解制氢的控制系统及方法。

第一方面，本发明提供了一种电解槽控制装置，包括：装置包括多个电解槽、多个第一传感器、多个第二传感器、多个第三传感器、多个第四传感器以及控制器；多个电解槽中的每一个电解槽的第一端汇总连接后，形成第一传输通道，第一传输通道与第一气液分离器连接；多个电解槽中的每一个电解槽的第二端汇总连接后，构成第二传输通道，第二传输通道与第二气液分离器连接；多个第一传感器分别安装于每一个电解槽的第一端和第二端，用于采集第一预设参数；多个第二传感器分别安装于第一传输通道上和第二传输通道上，用于采集第二预设参数；多个第三传感器分别安装于第一气液分离器末端和第二气液分离器末端，用于采集第三预设参数；多个第四传感器分别安装于第一气液分离器末端和第二气液分离器末端，用于采集第四预设参数，第三传感器和第四传感器安装于不同位置；控制器，用于根据外部输入的第五预设参数，和第一预设参数，第二预设参数，第三预设参数以及第四预设参数确定控制策略，控制策略用以控制多个电解槽中的一个或多个电解槽的电解模式。

通过在电解槽控制装置中设置多个电解槽，解决了现有技术中可再生能源的供需不匹配的问题，设置多个电解槽能够根据可再生能源的供应量匹配相应数量的电解槽进行工作，控制器通过设置的多个传感器采集的数据信息控制电解槽选择相应的电解模式，能够在电解槽工作的过程中对各电解槽的电解模式进行实时控制和切换，以提高电解过程中的瞬态响应速率，进而提高系统的整体响应。

结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，第一气液分离器为氢侧气液分离器，第二气液分离器为氧侧气液分离器。

结合第一方面，在第一方面的第二实施例中，多个电解槽中的每一个电解槽的电极面积和内部结构各不相同。

结合第一方面，在第一方面的第三实施例中，控制策略包括两个控制策略，控制器用于根据第五预设参数从两个控制策略中选取一个策略作为候选策略，判断第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数在候选策略的前提下，是否分别属于与各自对应的预设范围；当第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数均属于候选策略中各自对应的预设范围时，由控制器控制电解槽选择候选策略作为最终执行策略；或者，当第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数种任一项不属于候选策略中各自对应的预设范围时，则控制器控制电解槽从两个控制策略中，选择除候选控制策略外的另一控制策略作为最终执行策略。

控制器通过设置的多个传感器采集的数据信息控制电解槽选择相应的电解模式，能够在电解槽工作的过程中对各电解槽的电解模式进行实时控制和切换，以提高电解过程中的瞬态响应速率，进而提高系统的整体响应。

第二方面，本发明提供了一种电解制氢的控制系统，其特征在于，包括如以上发明内容中任一项的电解槽控制装置、第一气液分离器和第二气液分离器；第一气液分离器与电解槽控制装置连接，第二气液分离器与电解槽控制装置连接；电解槽控制装置用于根据发明内容中任一项所确定的控制策略对一个或多个电解槽中的电解质溶液进行电解，生成含氢混合物和含氧混合物；第一气液分离器用于将含氢混合物进行气液分离，并将氢气排出；第二气液分离器用于将含氧混合物进行气液分离，并将氧气排出。

结合第二方面，在第二方面的第一实施例中，系统还包括：第一纯化装置，与第一气液分离器连接，用于去除第一气液分离器排出的氢气中包含的杂质；第二纯化装置，与第二气液分离器连接，用于去除第二气液分离器排出的氧气中包含的杂质。

通过设置气液分离器，便于将电解制氢系统置得的气体中掺杂的碱性电解质溶液分离出去，实现初步的除杂效果，以提高所置气体的纯度。

结合第二方面，在第二方面的第二实施例中，第一纯化装置，包括：第一洗涤器和第一冷却器；第一洗涤器安装于第一气液分离器的末端，第一冷却器安装于第一洗涤器的末端；第一洗涤器用于洗涤第一气液分离器排出的氢气中包含的杂质，得到纯度高于第一阈值的氢气；第一冷却器用于冷却并输出纯度高于第一阈值的氢气。

通过第一纯化装置，便于去除掉气液分离器中分离出的氢气中包含的其它杂质，以实现进一步的提纯，使输出气体具有较高的纯度。

结合第二方面，在第二方面的第三实施例中，第二纯化装置，包括：第二洗涤器和第二冷却器；第二洗涤器安装于第二气液分离器的末端，第二冷却器安装于第二洗涤器的末端；第二洗涤器用于洗涤第二气液分离器排出的氧气中包含的杂质，得到纯度高于第一阈值的氧气；第二冷却器用于冷却并输出纯度高于第一阈值的氧气。

通过第二纯化装置，便于去除掉气液分离器中分离出的氧气中包含的其它杂质，以实现进一步的提纯，使输出气体具有较高的纯度。

第三方面，本发明提供了一种电解槽控制方法，包括：获取第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数以及第五预设参数；根据第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数以及第五预设参数确定电解槽的控制策略。

第四方面，本发明提供了一种电解制氢的控制方法，该方法应用于如发明内容中所述的控制系统，控制系统包括电解槽控制装置、第一气液分离器和第二气液分离器；第一气液分离器与电解槽控制装置连接，第二气液分离器与电解槽控制装置连接；电解槽控制装置根据所确定的控制策略对一个或多个电解槽中的电解质溶液进行电解，生成含氢混合物和含氧混合物；第一气液分离器将含氢混合物进行气液分离，并将氢气排出；第二气液分离器将含氧混合物进行气液分离，并将氧气排出。

通过电解槽控制装置确定所确定的控制策略对一个或多个电解槽中的电解质溶液进行电解，最终通过第一气液分离器和第二气液分离器置得氢气和氧气，通过此方法利用了多个电解槽并选择恰当的控制策略进行电解制氢，解决了现有技术中瞬态响应差的问题，从而提高了电解过程中的瞬态响应速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电解控制装置示意图；

图2为本发明实施例提供的电解槽内部结构实例图；

图3为本发明实施例提供的电解槽控制装置中控制器的控制流程示意图；

图4为本发明实施例提供的电解制氢的控制系统的连接简图；

图5为本发明实施例提供电解制氢的控制系统实例图；

图6为本发明实施例提供的电解槽控制方法的流程图；

图7为本发明实施例提供的电解制氢的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

本发明提供的一种电解槽控制装置，如图1所示，包括：

多个电解槽、多个第一传感器、多个第二传感器、多个第三传感器、多个第四传感器以及控制器；多个电解槽中的每一个电解槽的第一端汇总连接后，形成第一传输通道，第一传输通道与第一气液分离器连接；多个电解槽中的每一个电解槽的第二端汇总连接后，构成第二传输通道，第二传输通道与第二气液分离器连接。

在一可选实施例中，电解槽控制装置可用于在电解水制氢时，电解槽控制装置是由多个电解槽阴极汇总后通过氢气出口管相连，氢气出口管与第一气液分离器相连，其中阴极即电解槽的第一端，氢气出口管即第一传输通道；多个电解槽的阳极汇总后通过氧气出口管相连，氧气出口管与第二气液分离器相连，其中，阳极即电解槽的第二端，氧气出口管即第二传输通道；在此电解槽控制装置中，电解槽的数量为至少两个。

在另一可选的实施例中，电解槽控制装置还可用于电解氯化钠溶液，此时，电解槽控制装置是由多个电解槽阴极汇总后通过氯气出口管相连，氯气出口管与氯侧气液分离器相连，阴极即电解槽的第一端，氯气出口管即第一传输通道；多个电解槽的阳极汇总后通过氢气出口管相连，氢气出口管与氢侧气液分离器相连，阳极即电解槽的第二端，氢气出口管即第二传输通道，同样的，在此电解槽控制装置中，电解槽的数量为至少两个。

具体的，电解槽数量的设置可以根据风机容量进行灵活调整，并可以通过风机容量确定每一个电解槽的运行功率；如，假定一台风机的容量为2MW，每个设备的运行范围下限是20％，那么就可以确定：

第一台电解槽的功率为：2MW*(1-0.2)＝1.6MW。

第二台电解槽的功率为(2-1.6)MW*(1-0.2)＝0.32MW。

第三台电解槽的功率为(2-1.6-0.32)MW*(1-0.2)＝0.064MW＝64kW。

第四台电解槽的功率为(2-1.6-0.32-0.064)MW*(1-0.2)＝0.0128MW＝12.8kW。

第五台电解槽的功率为(2-1.6-0.32-0.064-0.0128)MW*(1-0.2)＝0.004MW＝4kW。

第六台电解槽的功率为(2-1.6-0.32-0.064-0.0128-0.004)MW*(1-0.2)＝0.0008MW＝800W。

当计算到电解槽功率在0-1kW范围内时，就可以停止电解槽的数量分配，如在本实施例中，第六台电解槽的功率为800W，功率在0-1kW范围内，此时不需要再增加电解槽，即当风机容量为2MW时，6个电解槽混合连接即可，电解过程中，每个电解槽均在对应的功率下运行。

同时电解槽数量的设置也可以根据平均分配原则进行，如，假定风机容量为100MW，每个电解槽的功率是5MW，则需要20台电解槽同时运行。

进一步可选地，每个电解槽的中都设置有电解质溶液入口处，电解质溶液入口处连接有电解质溶液管，多个电解槽的电解质溶液管均连接在电解质溶液总管上，电解质溶液泵将电解质溶液输送至电解质溶液冷却器冷却，并将冷却后的电解质溶液通过电解质溶液总管流入各电解槽连接的电解质溶液管中，为各电解槽提供碱性电解质溶液，每一个电解槽连接的电解质溶液管上都设置有调节阀，可以通过打开和关闭调节阀控制碱性电解质溶液的量，在各电解槽的电解质溶液管上安装有流量传感器，用于采集电解质溶液的流量数据。

多个第一传感器分别安装于每一个电解槽的第一端和第二端，用于采集第一预设参数。

在一可选实施例中，第一传感器可以为温度传感器，分别安装在每一个电解槽的阴极和阳极上，用于采集电解过程中各电极对应的温度。

多个第二传感器分别安装于第一传输通道上和第二传输通道上，用于采集第二预设参数。

在一可选实施例中，第二传感器可以为压力传感器，分别安装在氢气出口管和氧气出口管上，用于采集电解过程中的压力值。

多个第三传感器分别安装于第一气液分离器末端和第二气液分离器末端，用于采集第三预设参数。

在一可选实施例中，第三传感器可以为液位传感器，液位传感器分别安装于第一气液分离器和第二气液分离器的末端，用于采集第一气液分离器和第二也为分离器中的液位数据。

在一可选实施例中，第三传感器可以有一个或者多个，在第一气液分离器的末端安装多个传感器，在其中某一个传感器发生故障后，便于继续用其余传感器采集第三预设参数，以保证电解槽控制装置依然能够正常准确的进行工作。

多个第四传感器分别安装于第一气液分离器末端和第二气液分离器末端，用于采集第四预设参数，第三传感器和第四传感器安装于不同位置。

在一可选实施例中，第四传感器可以为气体含量测定传感器，安装于第一气液传感器和第二气液传感器的末端，在此实施例中，气体含量测定传感器包括氧中氢含量测定传感器和氢中氧含量测定传感器，氢中氧含量测定传感器可安装于第一气液分离传感器的末端，氧中氢含量测定传感器可安装于第二气液分离传感器的末端，气体含量测定传感器的安装位置区别于液位传感器的安装位置，氧中氢含量测定传感器用于采集收集到的氧气中混合的氢气含量，同样氢中氧含量测定传感器用于采集收集到的氢气中混合的氧气含量，所以第四预设参数可以为氧中氢含量，也可以为氢中氧含量。

具体的，第四传感器也可以有一个或者多个，在第二气液分离器的末端安装多个第四传感器，多个第四传感器可以在一个第四传感器发生故障后，继续用其余第四传感器采集第四预设参数，保证电解槽控制装置依然能够正常准确的进行工作。

控制器，用于根据外部输入的第五预设参数，和第一预设参数，第二预设参数，第三预设参数以及第四预设参数确定控制策略，控制策略用以控制多个电解槽中的一个或多个电解槽的电解模式。

在一可选实施例中，第五参数为外部输入的输入功率变化率，输入功率变化率是基于两个相邻时刻的输入功率以及时间间隔计算得到的，控制器根据输入功率变化率以及多个传感器采集的温度、压力、液位以及氧中氢含量来控制电解槽选择当前时刻的电解策略。

通过在电解槽控制装置中设置多个电解槽，解决了现有技术中可再生能源的供需不匹配的问题，设置多个电解槽能够根据可再生能源的供应量匹配相应数量的电解槽进行工作，通过控制策略控制电解槽的电解模式，能够在电解槽工作的过程中根据传感器获取的参数对电解槽的电解模式进行实时控制和切换，以提高电解过程中的瞬态响应速率

在一可选实施例中，第一气液分离器为氢侧气液分离器，第二气液分离器为氧侧气液分离器。

在一可选实施例中，多个电解槽中的每一个电解槽的电极面积和内部结构各不相同。

示例性地，如图2所示，电解槽控制装置中由四个电解槽混合连接，每一个电解槽的电极面积和内部结构均不相同，内部结构包括电极片的数量以及电极间的连接方式；如电解槽1中的电极是一正一负，有单个电极片，电极面积为A，电解槽2中的电极是一正一负，有3个电极片，电极面积为A，电解槽3中的电极是一正一负，有6个电极片，电极面积为B，电解槽4中的电极是一正两负，有6个电极片，电极面积为B。

在一可选实施例中，控制策略包括两个控制策略，控制器用于根据第五预设参数从两个控制策略中选取一个策略作为候选策略，判断第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数在候选策略的前提下，是否分别属于与各自对应的预设范围；当第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数均属于候选策略中各自对应的预设范围时，由控制器控制电解槽选择候选策略作为最终执行策略；或者，当第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数种任一项不属于候选策略中各自对应的预设范围时，则控制器控制电解槽从两个控制策略中，选择除候选控制策略外的另一控制策略作为最终执行策略。

示例性地，如电解槽的控制策略有两种，第一种为控制电压，电流反馈，第二种为控制电流，电压反馈；在每一种控制策略下都有输入功率变化率、温度、压力、液位以及氧中氢含量各参数对应的范围，如在控制电压，电流反馈的电解策略中，各参数分别对应的范围是输入功率变化率大于5％/s，温度在85.5度至94.5度之间，压力在15.2bar至16.8bar之间，氧中氢含量小于2％，液位高度在45％-55％之间；在控制电流，电压反馈的电解策略中，各参数分别对应的范围是输入功率变化率小于或等于5％/s，温度在低于85.5度或高于94.5度，压力在小于15.2bar或大于16.8bar，氧中氢含量大于或等于2％，液位高度小于45％或大于55％。

示例性地，如某一时刻获取到的一组数据为，输入功率变化率是8％每秒，温度为87度，压力为17bar，氧中氢含量是3％，液位高度是40％，控制器对上述五个参数进行分析判断，首先根据输入功率变化率确定输入功率为8％每秒在控制电压，电流反馈的控制策略的范围内，所以将控制电压，电流反馈作为候选策略，然后继续判断温度、压力、氧中氢含量以及液位高度是否在候选策略对应的各参数的范围内，经过判断得出压力和氧中氢含量不在候选策略对应的范围内，此时则选择除候选策略之外的另一个策略作为最终选择的控制策略，即控制电解槽选择控制电流，电压反馈的控制策略作为最终选择的策略。

示例性地，如某一时刻获取到的一组数据为，输入功率变化率是8％每秒，温度为87度，压力为16bar，氧中氢含量是1.2％，液位高度是40％，控制器对上述五个参数进行分析判断，首先根据输入功率变化率确定输入功率为8％每秒在控制电压，电流反馈的控制策略的范围内，所以将控制电压，电流反馈作为候选策略，进而继续判断温度、压力、氧中氢含量以及液位高度是否在候选策略对应的各参数的范围内，经过判断得出温度、压力、氧中氢含量以及液位高度均在候选策略对应的范围内，此时将候选策略作为最终选择的控制策略，即控制电解槽选择控制电压，电流反馈的控制策略作为最终选择的策略。

示例性地，如图3所示，控制器通过外部输入的输入功率变化率，根据输入功率变化率对控制策略进行预选择，选出一个候选策略，再将获取到的氧中氢含量，压力，温度以及液位高度通过OPC(OLE for Process Control用于过程控制的OLE)-通信1将电解槽的数据信号传输至数学软件Matlab中，由Matlab对氧中氢含量，压力，温度以及液位高度与候选策略对应的各参数的范围进行判断，并根据判断结果生成相应的电解模式选择指令，由OPC-通信2根据Matlab发出选择指令控制电解槽进行电解模式的最终选择。

通过电解槽控制装置中设置的多个不同的传感器实时采集的参数，便于根据当前实际采集的参数对电解槽的电解模式进行实时的控制和切换，解决了现有技术中瞬态响应差的问题，提高了电解模式的瞬态响应速率

本发明提供了一种电解制氢的控制系统，包括：电解槽控制装置、第一气液分离器和第二气液分离器；第一气液分离器与电解槽控制装置连接，第二气液分离器与电解槽控制装置连接；电解槽控制装置用于根据上述实施例中任一项所确定的控制策略对一个或多个电解槽中的电解质溶液进行电解，生成含氢混合物和含氧混合物；第一气液分离器用于将含氢混合物进行气液分离，并将氢气排出；第二气液分离器用于将含氧混合物进行气液分离，并将氧气排出。

示例性地，如图4所示，为电解制氢控制系统的实例图，其中电解槽控制装置由氢气出口管、氧气出口管以及碱液总管将多个电解槽连接而成，各电解槽上都连接有各自的电源，用于根据实际电解情况确定电解槽的开启和关闭；其中氢气出口管与氢侧气液分离器相连，氧气出口管与氧侧气液分离器相连，并且在氢侧气液分离器和氧侧气液分离器的末端均安装由调节阀，用于控制气体输出的流量。

示例性地，如图5所示，在此电解制氢控制系统中，在每个元器件前后均安装有传感器，传感器对应于图中黑色的空心圆和实心圆，传感器用于在电解过程中采集对应的数据，安装的传感器有流量传感器，可用于采集流入电解槽的碱液的流量或者冷却水流入冷却器的流量等；巡检电压传感器，用于采集电解槽中各小室的电压等，传感器采集的数据中有一部分用于控制控制器控制电解槽选择电解模式，有一部分作为监测系统是否正常运行的参数，用于动态检测整个电解制氢系统的性能与安全。

示例性地，电解制氢控制系统可以连接至监控平台，将多个传感器采集的多种数据可以上传至监控平台，监控平台可以通过对多种数据的监测和分析，当监测到异常数据时，可联动报警模块发出异常报警。

通过在电解制氢系统中设置多个传感器，可以对电解制氢过程进行实时监测，当存在异常时，便于及时针对异常情况进行处理，提高了整个系统的安全性。

在一可选实施例中，如图5所示，本发明提供的电解制氢的控制系统，还包括：第一纯化装置，与第一气液分离器连接，用于去除第一气液分离器排出的氢气中包含的杂质；第二纯化装置，与第二气液分离器连接，用于去除第二气液分离器排出的氧气中包含的杂质。

通过设置气液分离器，便于将电解制氢系统置得的气体中掺杂的碱性电解质溶液分离出去，实现初步的除杂效果，以提高所置气体的纯度。

在一可选实施例中，如图5所示，第一纯化装置，包括：第一洗涤器和第一冷却器；第一洗涤器安装于第一气液分离器的末端，第一冷却器安装于第一洗涤器的末端；第一洗涤器用于洗涤第一气液分离器排出的氢气中包含的杂质，得到纯度高于第一阈值的氢气；第一冷却器用于冷却并输出纯度高于第一阈值的氢气。

示例性地，第一洗涤器可用于除掉从第一气液分离器即氢侧气液分离器中排出的氢气中的碱性溶液如氢氧化钾溶液得到纯度高于预设阈值的氢气，预设阈值可以为98％。

示例性地，第一冷却器是为了冷却从第一洗涤器中得到纯度高于98％的氢气，如电解槽工作温度是90度，氢气出口的温度是30度，所以需要将90度的输出氢气冷却至30度及以下方可输出。

通过第一纯化装置，便于去除掉气液分离器中分离出的氢气中包含的其它杂质，以实现进一步的提纯，使输出气体具有较高的纯度。

在一可选实施例中，第二纯化装置，包括：第二洗涤器和第二冷却器；第二洗涤器安装于第二气液分离器的末端，第二冷却器安装于第二洗涤器的末端；第二洗涤器用于洗涤第二气液分离器排出的氧气中包含的杂质，得到纯度高于第一阈值的氧气；第二冷却器用于冷却并输出纯度高于第一阈值的氧气。

示例性地，第二洗涤器可用于除掉从第二气液分离器即氧侧气液分离器中排出的氧气中的碱性溶液如氢氧化钾溶液得到纯度高于预设阈值的氧气。

通过第二纯化装置，便于去除掉气液分离器中分离出的氢气中包含的其它杂质，以实现进一步的提纯，使输出气体具有较高的纯度。

本发明提供的一种电解槽控制方法，如图6所示，包括如下步骤：

步骤S11：获取第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数以及第五预设参数，其中，第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数以及第五预设参数可以为温度、压力、氧中氢含量、液位高度以及输入功率变化率。

步骤S12：根据第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数以及第五预设参数确定电解槽的控制策略，其中，控制策略可以为两种，控制电压，电流反馈或者控制电流，电压反馈。

在一可选实施例中，根据第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数以及第五预设参数确定电解槽的控制策略，控制策略包括两个控制策略，包括：

根据第五预设参数从两个控制策略中选取一个策略作为候选策略，判断第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数在候选策略的前提下，是否分别属于与各自对应的预设范围；当第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数均属于候选策略中各自对应的预设范围时，由控制器控制电解槽选择候选策略作为最终执行策略；或者，当第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数以及第四预设参数种任一项不属于候选策略中各自对应的预设范围时，则控制器控制电解槽从两个控制策略中，选择除候选控制策略外的另一控制策略作为最终执行策略。

本发明实施例提供的电解槽控制方法中各方法步骤所执行的具体细节均已在上述任一装置实施例中做了详细的描述，因此这里不再赘述。

本发明提供了一种电解制氢的控制方法，该方法应用于如上实施例中所介绍的电解槽控制系统，该控制系统包括如上述任一实施例中所介绍的电解槽控制装置，以及第一气液分离器和第二气液分离器；第一气液分离器与电解槽控制装置连接，第二气液分离器与电解槽控制装置连接。

如图7所示，该方法包括如下步骤：

步骤S21：电解槽控制装置根据所确定的控制策略对一个或多个电解槽中的电解质溶液进行电解，生成含氢混合物和含氧混合物；

步骤S22：第一气液分离器将含氢混合物进行气液分离，并将氢气排出；

步骤S23：第二气液分离器将含氧混合物进行气液分离，并将氧气排出。

本发明提供的电解制氢控制方法中各方法步骤所执行的具体细节均已在上述任一系统实施例中做了详细的描述，因此这里不再赘述。

通过电解槽控制装置确定所确定的控制策略对一个或多个电解槽中的电解质溶液进行电解，最终通过第一气液分离器和第二气液分离器置得氢气和氧气，通过此方法利用了多个电解槽并选择恰当的控制策略进行电解制氢，解决了现有技术中瞬态响应差的问题，从而提高了电解过程中的瞬态响应速率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电解槽控制装置，其特征在于，包括：

所述装置包括多个电解槽、多个第一传感器、多个第二传感器、多个第三传感器、多个第四传感器以及控制器；多个所述电解槽中的每一个所述电解槽的第一端汇总连接后，形成第一传输通道，所述第一传输通道与第一气液分离器连接；多个所述电解槽中的每一个所述电解槽的第二端汇总连接后，构成第二传输通道，所述第二传输通道与第二气液分离器连接；

多个所述第一传感器分别安装于每一个所述电解槽的第一端和第二端，用于采集第一预设参数；

多个所述第二传感器分别安装于所述第一传输通道上和所述第二传输通道上，用于采集第二预设参数；

多个所述第三传感器分别安装于所述第一气液分离器末端和所述第二气液分离器末端，用于采集第三预设参数；

多个所述第四传感器分别安装于所述第一气液分离器末端和所述第二气液分离器末端，用于采集第四预设参数，所述第三传感器和所述第四传感器安装于不同位置；

所述控制器，用于根据外部输入的第五预设参数，和所述第一预设参数，所述第二预设参数，所述第三预设参数以及所述第四预设参数确定控制策略，所述控制策略用以控制多个所述电解槽中的一个或多个电解槽的电解模式。

2.根据权利要求1所述的电解槽控制装置，其特征在于，所述第一气液分离器为氢侧气液分离器，所述第二气液分离器为氧侧气液分离器。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的电解槽控制装置，其特征在于，多个所述电解槽中的每一个所述电解槽的电极面积和内部结构各不相同。

4.根据权利要求1或2所述的电解槽控制装置，其特征在于，所述控制策略包括两个控制策略，所述控制器用于根据所述第五预设参数从所述两个控制策略中选取一个策略作为候选策略，判断所述第一预设参数、所述第二预设参数、所述第三预设参数以及所述第四预设参数在所述候选策略的前提下，是否分别属于与各自对应的预设范围；

当所述第一预设参数、所述第二预设参数、所述第三预设参数以及所述第四预设参数均属于候选策略中各自对应的所述预设范围时，由控制器控制所述电解槽选择所述候选策略作为最终执行策略；

或者，当所述第一预设参数、所述第二预设参数、所述第三预设参数以及所述第四预设参数种任一项不属于候选策略中各自对应的所述预设范围时，则控制器控制所述电解槽从两个所述控制策略中，选择除所述候选控制策略外的另一控制策略作为最终执行策略。

5.一种电解制氢的控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的电解槽控制装置、所述第一气液分离器和所述第二气液分离器；所述第一气液分离器与所述电解槽控制装置连接，所述第二气液分离器与所述电解槽控制装置连接；

所述电解槽控制装置用于根据权利要求1-4中任一项所确定的控制策略对一个或多个电解槽中的电解质溶液进行电解，生成含氢混合物和含氧混合物；

所述第一气液分离器用于将所述含氢混合物进行气液分离，并将氢气排出；

所述第二气液分离器用于将所述含氧混合物进行气液分离，并将氧气排出。

6.根据权利要求5所述的电解制氢的控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一纯化装置，与所述第一气液分离器连接，用于去除所述第一气液分离器排出的所述氢气中包含的杂质；

第二纯化装置，与所述第二气液分离器连接，用于去除所述第二气液分离器排出的所述氧气中包含的杂质。

7.根据权利要求6所述的电解制氢的控制系统，其特征在于，所述第一纯化装置，包括：第一洗涤器和第一冷却器；

所述第一洗涤器安装于所述第一气液分离器的末端，所述第一冷却器安装于所述第一洗涤器的末端；

所述第一洗涤器用于洗涤所述第一气液分离器排出的氢气中包含的杂质，得到纯度高于第一阈值的氢气；

所述第一冷却器用于冷却并输出所述纯度高于所述第一阈值的氢气。

8.根据权利要求7所述的电解制氢的控制系统，其特征在于，所述第二纯化装置，包括：第二洗涤器和第二冷却器；

所述第二洗涤器安装于所述第二气液分离器的末端，所述第二冷却器安装于所述第二洗涤器的末端；

所述第二洗涤器用于洗涤所述第二气液分离器排出的氧气中包含的杂质，得到纯度高于第一阈值的氧气；

所述第二冷却器用于冷却并输出所述纯度高于所述第一阈值的氧气。

9.一种电解槽控制方法，其特征在于，包括：

获取第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数以及第五预设参数；

根据所述第一预设参数、第二预设参数、第三预设参数、第四预设参数以及第五预设参数确定电解槽的控制策略。

10.一种电解制氢的控制方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求5所述的控制系统，所述控制系统包括如权利要求1-4任一项所述的电解槽控制装置、所述第一气液分离器和所述第二气液分离器；所述第一气液分离器与所述电解槽控制装置连接，所述第二气液分离器与所述电解槽控制装置连接；

所述电解槽控制装置根据权利要求1-4中任一项所确定的控制策略对一个或多个电解槽中的电解质溶液进行电解，生成含氢混合物和含氧混合物；

所述第一气液分离器将所述含氢混合物进行气液分离，并将氢气排出；

所述第二气液分离器将所述含氧混合物进行气液分离，并将氧气排出。

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