[发明专利]基于网络学习的可再生能源综合发电控制系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种可再生能源发电后通过直接中高压电解水制氢、金属氢化物储氢达到储能目的，利用质子交换膜燃料电池发电的能源综合利用系统，特别涉及一种基于网络学习的可再生能源综合发电控制系统。

背景技术：

可再生能源泛指多种取之不竭的可长期持续利用的能源，包括太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能和生物能等，可再生能源可以通过直接或间接的方式转化为电能，从而供人类使用。其中水力发电是大家最为熟悉的可再生能源发电方式，而太阳能光伏发电和风力发电机发电近年来随着全球能源危机和环境可持续发展的要求而大力发展起来，可再生能源发电在未来电力格局中的地位将日益加重。

氢能作为一种极为优越的二次能源，氢的贮存与输送是氢能利用中的重要环节。由于氢的易燃性、易扩散性和重量轻，因此其贮存与输送中的安全、高效和无泄漏损失是人们在实际应用中优先考虑的问题。工业实际应用中大致有五种贮氢方法：(1)常压贮存；(2)高压容器；(3)液氢贮存；(4)金属氢化物方式；(5)吸附贮存。其中金属氢化物储氢具有体积比储氢密度高，平衡压力低，使用安全的优点，可同时用于工业和民用，从而使氢能走进我们的日常生活。

质子交换膜燃料电池是将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的电化学装置。克服了氢气直接燃烧推动汽轮机发电的热损失和卡诺循环限制，具有能量转换率高、清洁无污染等优点。质子交换膜燃料电池电堆必须在一定的条件下才能发挥好的效率以实现可靠的工作，因此需配备一些辅助系统，如：冷却系统(控制温度在60～80℃)、加湿系统、空气供给系统和氧气供给系统、报警系统和灭火系统等。

目前国内外已经有可再生能源与蓄电池或与氢能燃料电池综合发电系统的报道，但尚未有将可再生能源发电-中高压纯水水电解制氢-金属氢化物储氢-燃料电池发电作为可再生能源一体化综合发电解决方案的报道，尤其是针对独立单元(如基站、舰船、应急等)应用的面向商业化所需要的基于网络学习控制的可再生能源综合发电装置。

发明内容：

本发明提供一种基于网络学习的可再生能源综合发电控制系统。以同时对温度、压力、流量、湿度等系统参数进行控制，并提出一种基于网络学习的控制策略。

本发明的目的可以通过下列技术方案实现：精确地监测和控制成百上千次测量，范围包括太阳能发电系统输入输出的电压、电流，中高压电解水制氢系统产生氢气的流量和压力，金属氢化物储氢系统的温度、压力、流量，质子交换膜燃料电池系统的氢燃料和氧化剂的流量、温度、压力、湿度和燃料电池组输出的电压和电流，能够监视和控制可再生能源综合发电系统各个模块在各种情况下的运行，并准确获得关于实时性能和工作特性等信息。同时具有灵活的数据采集、监控和控制能力，以精确地控制各个模块的工作和试验。

该系统包括了各模块的信号检测单元、电压扫描单元、安全自动连锁保护单元、输入输出接口单元、测试控制软件等。

信号检测单元执行对若干个电压信号及温度信号的检测，并完成若干算法及数据补偿。

电压扫描单元通过测试电池组结构中每个单片电池的电压，可以检测出问题的组件，解析现场或带负荷长时间运行时的各模块性能。

安全自动连锁保护单元为重要的辅助单元，目的是为了在系统工作过程中保证人身、运行、设备的安全，当系统发生异常时，本连锁各执行机构能按规定的程序实现紧急操作及切换，直至紧急停机，单元专门对氢回路独立设置双通道故障检出元件，与系统中软件智能故障判断形成三重保护。

输入输出接口单元将前面几个单元的各类传感器信号，如：温度、流量、压力、电压、电流信号及开关量信号转化为隔离标准检测信号，实现多参数高速检测与信息融合，与工业控制计算机组成智能监测控制系统并向下发布主机指令，此单元集中各回路点近百个，数据高速处理，各单元数据传输根据级别优先排序，为计算机二级决策层减轻负担，使其腾出大量时空优化人机界面及设计庞大的数据库，以综观整个系统全局。

测试软件运行于WINNT平台，由开发系统，运行系统，工程管理器和信息窗口组态而成。开发系统用于各单元设备配置、各画面组合、报警配置、数据库服务器和报警服务器。前级单元插入的控件可与之交换数据。运行系统根据上述配置自动采集前场设备信息、响应命令和发布控制命令，对传输上来的各单元数据进行报警判别，并将采集的数据送入数据库服务器中。

附图说明：

图1为基于网络化监控的可再生能源综合发电系统控制结构图

图2为基于网络学习的可再生能源综合发电体系参数控制结构图

具体实施方式：

结合附图对本发明做进一步说明。