[發明專利]清潔能源發電制氫的控制方法、系統和存儲介質

有效

• 申請號: 202010826773.0
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN114134512B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 范玉建;楊文強
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B15/02;C25B9/65;H02J1/10;H02J15/00
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 董琳

本發明提供一種清潔能源發電制氫的控制方法、系統和存儲介質。該方法包括以下步驟：獲取歷史氫需求量，利用移動均值法，根據歷史氫需求量預測目標時間段的氫需求量；當所預測的目標時間段的氫需求量大于當前的氫儲量時，將所預測的目標時間段的氫需求量與當前的氫儲量的差值作為目標時間段所需制備的氫產量；根據制取單位氫氣所消耗的電量和電解制氫的效率，確定制取目標時間段所需制備的氫產量的制氫用電量；預測目標時間段的清潔能源發電量；當目標時間段的清潔能源發電量小于制氫用電量時，由儲能裝置和/或電力系統提供制氫用電量與目標時間段的清潔能源發電量之間的差值的電量。本發明能夠實現制氫站的優化控制，保證氫氣的供需平衡。

技術領域

本發明涉及清潔能源發電制氫技術領域，尤其涉及一種清潔能源發電制氫的控制方法、系統和存儲介質。

背景技術

氫能利用后的產物是水，真正做到了零排放、無污染，被看做是最具應用前景的清潔能源之一。針對當前清潔能源普遍存在的棄風、棄光、棄水問題，清潔能源發電制氫為其提供了一種可行的解決思路，利用風電、光伏、水電等清潔能源的剩余發電量，運用電解水技術制取氫氣，氫氣可以暫存于儲氫罐中，也可以使用長管拖車輸送到加氫站提供氫氣加注服務，從而形成了一個氫氣的制、儲、輸、用的供應鏈路。然而，由于清潔能源發電存在的間歇性、波動性的特點，制氫站的氫氣產出量會隨著發電量的變化而起伏較大，同時，由于氫能市場尚在發展中，燃料電池車不足，加氫站的氫氣加注量也波動較大，如何實現制氫站、加氫站的氫氣供應平衡，實現制氫站的科學管理，成為亟需解決的問題。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種清潔能源發電制氫的控制方法、系統和存儲介質，實現科學的制氫管理，以滿足對氫氣需求量的需求。

第一方面，本申請的實施方式提供一種清潔能源發電制氫的控制方法，包括以下步驟：獲取歷史氫需求量，利用移動均值法，根據歷史氫需求量預測目標時間段的氫需求量；將所預測的目標時間段的氫需求量與當前的氫儲量進行比較，當所預測的目標時間段的氫需求量大于當前的氫儲量時，將所預測的目標時間段的氫需求量與當前的氫儲量的差值作為目標時間段所需制備的氫產量，其中，所述當前的氫儲量包括加氫站的當前的剩余氫儲量和制氫站的當前的氫緩存量；根據制取單位氫氣所消耗的電量和電解制氫的效率，確定制取目標時間段所需制備的氫產量的制氫用電量；預測目標時間段的清潔能源發電量；將目標時間段的清潔能源發電量與制氫用電量進行比較，當目標時間段的清潔能源發電量小于制氫用電量時，確定制氫用電量與目標時間段的清潔能源發電量之間的差值，并由儲能裝置和/或電力系統提供所述差值的電量，以滿足目標時間段的氫需求量的需求。

在一個實施例中，獲取歷史氫需求量，利用移動均值法，根據歷史氫需求量預測目標時間段的氫需求量，包括：獲取距離目標時間段最近的若干歷史時間段中每個歷史時間段的氫需求量，確定所述若干歷史時間段的氫需求量的平均值，將所述平均值作為目標時間段的氫需求量，其中，每個所述歷史時間段與所述目標時間段的時間長度相等。

在一個實施例中，根據制取單位氫氣所消耗的電量和電解制氫的效率，確定制取目標時間段所需制備的氫產量的制氫用電量，包括：利用下式確定制取目標時間段所需制備的氫產量的制氫用電量：

其中，E_{electrolyzer_pre}表示制取目標時間段所需制備的氫產量的制氫用電量，Q_{pro_pre}表示目標時間段所需制備的氫產量，表示制取單位氫氣所消耗的電量，η為電解制氫的制氫效率。

在一個實施例中，所述目標時間段的清潔能源發電量包括目標時間段的第一清潔能源發電量和第二清潔能源發電量的和，其中：當第一清潔能源為風能時，利用下式確定目標時間段的風力發電量：