一种基于耦合电解水制氢系统的能量转化自适应调整方法与流程

本发明涉及能源供应，特别涉及一种基于耦合电解水制氢系统的能量转化自适应调整方法。

背景技术：

1、随着减碳减排的普及深入，氢能航空是目前航空业未来实现污染物零排放和可持续发展的关键；其中，中短途航班采用氢能推进对减轻气候影响的效果非常显著，但当天气条件变化较大时，若不采取一定的手段来控制直接耦合系统，则极易导致该系统的最大功率点与电解槽的工作点不匹配，导致直接耦合失配，无法保证系统的安全稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于耦合电解水制氢能量转化的自适应调整方法，主要解决了现有技术中所提到的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于耦合电解水制氢系统的能量转化自适应调整方法，包括以下步骤：

4、s1、设定耦合电解水制氢系统的网络参数、samode参数和变量控制范围，随机产生初始种群p0；

5、s2、对所述初始种群p0的控制参数进行自适应调整，生成试验种群qg；

6、s3、所述初始种群p0中的父代个体和所述试验种群qg中的试验个体根据pareto约束支配原则竞争，形成临时种群p*，然后对所述临时种群p*中的个体进行排序，并选择排序后的前np个所述临时种群p*中的个体产生新的父代种群pg+1；

7、s4、判断所述父代种群pg+1是否达到最大进化代数；

8、若所述父代种群pg+1没有达到最大进化代数，则返回所述s2；

9、若所述父代种群pg+1达到最大进化代数，则输出pareto最优集，并提取最优折中解。

10、优选的，所述s2中，所述试验种群qg的生成方法具体包括：

11、通过潮流计算，求出所述初始种群p0中个体的目标函数值和总体约束违反程度，然后根据所述初始种群p0中个体的目标函数值和总体约束违反程度，对所述初始种群p0的控制参数进行自适应调整，生成试验种群qg。

12、优选的，所述s2中，所述控制参数的自适应调整方法具体包括：首先对所述控制参数进行变异处理，然后对变异处理后的所述控制参数进行交叉处理。

13、优选的，所述s3中，所述临时种群p*的个体排序方法具体包括：非劣排序和拥挤距离排序。

14、一种耦合电解水制氢系统，所述制氢系统包括：

15、电解水制氢单元，所述电解水制氢单元通过光伏发电组件提供电能对水进行电解，并将电解后产生的氢气和氧气通过氢氧分离器进行分离，所述氢气通过压缩储存单元压缩后储存到氢气罐内，所述氧气通过压缩储存单元压缩后储存到氧气罐内，所述氢气罐和所述氧气罐用于给所述耦合电解水制氢系统的动力驱动单元提供能量；

16、控制模块，所述控制模块分别与所述电解水制氢单元、所述光伏发电组件和所述动力驱动单元电连接，所述控制模块利用上述所述的方法进行耦合电解水制氢系统的能量转化自适应调整。

17、优选的，所述动力驱动单元设置有燃料电池、电推力器、氢氧发动机组、生保系统、供整器电力单元和水循环利用单元，所述控制模块分别与所述燃料电池、所述电推力器、所述氢氧发动机组、所述生保系统、所述供整器电力单元和所述水循环利用单元电连接；

18、所述氧气用于给所述生保系统供氧；

19、所述氢气用于给所述电推力器提供动力；

20、所述氢气和所述氧气可共同用作所述燃料电池与所述氢氧发动机组的燃料；

21、所述燃料电池用于给所述电推力器、所述供整器电力单元、所述水循环利用单元和所述控制模块提供电能。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、本发明中，该制氢系统中的控制模块通过利用动态及静态(d/s)混合调整方法，改变耦合电解水制氢系统的电解槽个数、电解槽温度参数进行自适应调整，便于该耦合电解水制氢系统的工作点与电解槽最大功率点达到最佳匹配，将氢能供应系统的能量损失减至最小，从而降低氢能供应因航程距离造成的经济成本差异，保证系统的安全稳定运行。

技术特征：

1.一种基于耦合电解水制氢系统的能量转化自适应调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于耦合电解水制氢系统的能量转化自适应调整方法，其特征在于，所述s2中，所述试验种群qg的生成方法具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于耦合电解水制氢系统的能量转化自适应调整方法，其特征在于，所述s2中，所述控制参数的自适应调整方法具体包括：首先对所述控制参数进行变异处理，然后对变异处理后的所述控制参数进行交叉处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于耦合电解水制氢系统的能量转化自适应1调整方法，其特征在于，所述s3中，所述临时种群p*的个体排序方法具体包括：非劣排序和拥挤距离排序。

5.一种耦合电解水制氢系统，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种耦合电解水制氢系统，其特征在于：所述动力驱动单元(5)设置有燃料电池(51)、电推力器(52)、氢氧发动机组(53)、生保系统(54)、供整器电力单元(55)和水循环利用单元(56)，所述控制模块(6)分别与所述燃料电池(51)、所述电推力器(52)、所述氢氧发动机组(53)、所述生保系统(54)、所述供整器电力单元(55)和所述水循环利用单元(56)电连接；

技术总结
本发明涉及能源供应技术领域，特别涉及一种基于耦合电解水制氢系统的能量转化自适应调整方法，包括以下步骤：S1、设定耦合电解水制氢系统的网络参数、SAMODE参数和控制变量范围，随机产生初始种群P<subgt;0</subgt;；S2、对所述初始种群P<subgt;0</subgt;的控制参数进行自适应调整，生成试验种群Q<subgt;G</subgt;；S3、对所述试验种群Q<subgt;G</subgt;的控制参数进行自适应调整；本发明中，该制氢系统中的控制模块通过利用动态及静态(D/S)混合调整方法，改变耦合电解水制氢系统的电解槽个数、电解槽温度参数进行自适应调整，便于该耦合电解水制氢系统的工作点与电解槽最大功率点达到最佳匹配，将氢能供应系统的能量损失减至最小，从而降低氢能供应因航程距离造成的经济成本差异，保证系统的安全稳定运行。

技术研发人员：赵芃沛,赵甫,朱镭
受保护的技术使用者：陕西空天动力装备科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12