[发明专利]一种加氢站的气体加注流速控制方法及其应用装置

说明书

本发明提供了一种加氢站的气体加注流速控制方法及其应用装置，该方法在实时获取加氢站进行氢气加注时的热能能量转换信息之后，根据该热能能量转换信息，以加注流速和加氢枪温度为控制目标，进行实时的闭环控制，进而确定最优储气罐输出气压，以使加氢站的热能能量浪费和氢气加注时长分别满足相应的要求；再为输气管道进气口实时调整输出气压适配的储气罐进行连接，以使输气管道进气口的气压为最优储气罐输出气压；进而完成对于加注流速和加氢枪温度的两个闭环控制，以在加氢枪耐热安全的情况下，使加注氢气的流速最大化，并且使加注过程中氢气中的能量被最大化使用，降低额外能量对加氢枪进行过多冷却操作所造成的浪费。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，更具体的说，尤其涉及一种加氢站的气体加注流速控制方法及其应用装置。

背景技术

氢能作为一种零污染长存储的最理想循环清洁能源，加氢站是氢能产业链中最为重要的一环，通过加氢站将氢能分配给市场上各种所需氢能负载设备；在保证安全的前提下，加氢站各氢能负载设备加注满气体所用时间，反映了加氢站的加氢效率。

加氢站是通过加氢机的加氢枪进行最后的氢气加注动作，将高压储气罐中氢气加注到低压负载罐，在进行氢气加注过程中始终是以能量守恒原理进行，高压储气罐加注氢气到负载罐，经过细长的管道，最后通过加氢枪加入负载罐。

由转换的热能能量与气压的关系可知加注氢气时有热能释放，对于不同的加氢枪，其对耐热有上限要求，当温度达到上限时就必须要求通过冷却液进行冷却；由于高压储气罐储存的气体中的能量都是通过高压压缩机做功保存，若过多的能量转换为热能且还需要额外降温，则能量就被无用浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加氢站的气体加注流速控制方法及其应用装置，以使加氢站的加氢时长最优且浪费的热能能量最低，提高加氢站的加氢效率。

本申请第一方面提供了一种加氢站的气体加注流速控制方法，包括：

实时获取所述加氢站进行氢气加注时的热能能量转换信息；

根据所述热能能量转换信息，以加注流速和加氢枪温度为控制目标，进行实时的闭环控制，确定最优储气罐输出气压，以使所述加氢站的热能能量浪费和氢气加注时长分别满足相应的要求；

为输气管道进气口实时调整输出气压适配的储气罐进行连接，以使所述输气管道进气口的气压为所述最优储气罐输出气压。

优选的，根据所述热能能量转换信息，以加注流速和加氢枪温度为控制目标，进行实时的闭环控制，确定最优储气罐输出气压，包括：

在所述加氢枪温度不超过加氢枪耐热上限值的前提下，确定所述氢气加注时长满足时长最短要求时的加注流速目标值；所述加氢枪耐热上限值为根据所述加氢站中加氢枪的材质信息，所确定得到的所述热能能量浪费满足损耗最低要求时的温度上限值；

依据所述加氢枪耐热上限值和所述加注流速目标值，确定适配的储气罐输出口气压作为所述最优储气罐输出气压，使所述加注流速稳定在所述加注流速目标值的预设范围内。

优选的，依据所述加氢枪耐热上限值和所述加注流速目标值，确定适配的储气罐输出口气压作为所述最优储气罐输出气压，包括：

对所述加注流速目标值和负反馈的加注流速实际值之间的误差进行修正，得到流速误差修正气压；

对所述加氢枪耐热上限值和负反馈的温度实际值进行处理，得到温度限值修正气压；

对负反馈的负载罐气压，以及，正反馈的所述温度限值修正气压、储气罐实际输出气压和所述流速误差修正气压进行求和计算，得到适配的储气罐输出口气压，并以其作为所述最优储气罐输出气压。

优选的，对所述加注流速目标值和负反馈的加注流速实际值之间的误差进行修正，得到流速误差修正气压，包括：