[发明专利]电制氢系统温度预测控制方法及装置

权利要求书

1.一种电制氢系统温度预测控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取未来电流信号，所述未来电流信号指未来预定时间段内所述电制氢系统中电解槽的电解电流；

预测所述未来电流信号对应的所述电制氢系统的温度状态；

根据所述未来电流信号、所述未来电流信号对应的所述温度状态，确定下一时刻所述电制氢系统中的冷水阀阀门开度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度状态包括所述电解槽的槽前温、所述电解槽的槽后温和所述电制氢系统中的冷却水回水温度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预测所述未来电流信号对应的所述电制氢系统的温度状态，包括：

查找所述未来电流信号对应的离散状态矩阵，所述离散状态矩阵用于表征所述电解槽的电解电流和所述电制氢系统的温度状态之间的线性关系；

根据所述未来电流信号和所述未来电流信号对应的所述离散状态矩阵，预测所述未来电流信号对应的所述温度状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于电解槽能量方程、换热方程和流量方程构建所述电制氢系统的非线性温度模型；

基于所述非线性温度模型，得到当电解电流为I并且所述电制氢系统工作在稳态工况下的温度状态X_eq；

将所述非线性温度模型在稳态工况下的所述温度状态X_eq处线性化，建立所述电解槽的电解电流和所述电制氢系统的温度状态之间的线性关系；

将所述线性关系中各个变量的参数离散化，得到电解电流为I时对应的所述离散状态矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述非线性温度模型在稳态工况下的所述温度状态X_eq处线性化以建立如下线性关系：

其中，X表示所述电制氢系统的温度状态，Y表示所述冷水阀阀门开度，I表示所述电解电流，为X的一阶导数，A、B和E分别为所述线性关系中变量X、Y和I的参数，f表示在稳态工况下的所述非线性温度模型。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定下一时刻所述电制氢系统中的冷水阀阀门开度，包括：

根据所述电解电流和所述温度状态之间的线性关系和所述离散状态矩阵，设置第一约束条件；

根据所述冷水阀阀门开度范围，设置第二约束条件；

在所述第一约束条件和所述第二约束条件下，根据所述未来电流信号、所述未来电流信号对应的所述温度状态，确定下一时刻所述电制氢系统中的所述冷水阀阀门开度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于下列原则确定下一时刻所述电制氢系统中的冷水阀阀门开度：

所述电制氢系统的温度状态与期望的温度状态的差异与所述冷水阀阀门开度的改变量之和最小。

8.根据权利要求1至7中任意一者所述的方法，其特征在于，采用模型预测控制MPC确定下一时刻所述电制氢系统中的所述冷水阀阀门开度。