一种混联电堆的功率调节方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及电堆控制，尤其是涉及一种混联电堆的功率调节方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、近年来，随着能源危机和环境问题的日益严峻，绿色能源的发展备受关注，绿电制氢是指利用可再生能源(如风能、太阳能等)产生的电能来制取氢气，随着清洁能源技术的突破和产业链的不断完善，绿电制氢有着广阔的发展前景。

2、但是，波动的新能源发电，要求制氢设备要能够跟随新能源发电而进行功率调整，而高温固体氧化物电解池由于工作温度较高，功率调整时电堆内部反复的温度场波动，会极大的复杂化电堆的控制和影响电堆的寿命，因此电堆的功率调整往往有一定的限制，比如在额定功率的30％-110％的范围内，这就造成了为保障电堆的安全，在功率需求小于30％时的时候难以跟踪新能源变化，可能会造成新能源电力无法消纳的情况。

3、现有技术一般是通过在电解槽的驱动系统中配置一定量的储能设备，当新能源发电因功率波动导致输出功率低于电解槽的工作范围时，通过储能设备的释放电能进而使得电解槽的驱动系统输出功率在电解槽的工作范围内。现有技术难以在保障电解槽使用寿命的情况下，跟随新能源发电功率的变化；而且增设储能设备会增加系统成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种混联电堆的功率调节方法、装置、设备和存储介质，以解决现有电解槽难以在保障使用寿命的情况下根据新能源发电功率的变化进行功率调整导致无法消纳新能源发电功率的技术问题。

2、本发明的目的，可以通过如下技术方案实现：

3、方案一，一种混联电堆的功率调节方法，固体氧化物电解槽soec和质子交换膜电解槽pemec串联，所述混联电堆的功率调节方法包括以下步骤：

4、固体氧化物电解槽soec和质子交换膜电解槽pemec串联；

5、利用训练好的新能源预测模型预测新能源发电的新能源功率；

6、当所述新能源功率小于第一功率阈值时，由所述pemec承担电解任务；所述第一功率阈值小于所述pemec的最大可调功率；

7、当所述新能源功率大于等于所述第一功率阈值、且小于第二功率阈值时，由所述soec与所述pemec共同承担电解任务；所述第二功率阈值小于所述soec、所述pemec的最大可调功率之和；

8、当所述soec与所述pemec共同承担电解任务时，根据所述soec的电压衰减速率和预设的衰减速率阈值动态调节所述soec、所述pemec的工作功率，以在消纳所述新能源功率的前提下减缓所述soec的寿命衰减速度。

9、可选地，所述根据所述soec的电压衰减速率和预设的衰减速率阈值动态调节所述soec、所述pemec的工作功率，包括：

10、当所述电压衰减速率大于预设的衰减速率阈值时，将所述soec的工作功率中的第一转移功率转移给所述pemec，并持续运行第一时间；

11、当所述电压衰减速率小于所述衰减速率阈值时，将所述pemec的工作功率中的第二转移功率转移给所述soec，并持续运行第二时间；

12、所述soec将所述第一转移功率转移对所述soec的寿命延长效应为第一寿命因子，所述pemec将所述第二转移功率转移对所述所述soec的寿命降低效应为第二寿命因子，所述第一寿命因子大于第二寿命因子。

13、可选地，所述将所述soec的工作功率中的第一转移功率转移给所述pemec，包括：

14、在第一切换时间内，将所述soec的工作功率中的第一转移功率转移给所述pemec。

15、可选地，所述将所述pemec的工作功率中的第二转移功率转移给所述soec，包括：

16、在第二切换时间内，将所述pemec的工作功率中的第二转移功率转移给所述soec。

17、可选地，所述第一寿命因子为：

18、所述soec将所述第一转移功率转移给所述pemec后，所述soec的运行温度降低，温度降低对所述soec的寿命延长效应为寿命延长因子；

19、温度降低导致所述soec的电解效率降低，将所述soec的电解效率降低折算为对所述soec的寿命减少效应，电解效率降低对所述soec的寿命减少效应为寿命减少因子；

20、所述第一寿命因子为所述寿命延长因子减去所述寿命减少因子。

21、可选地，根据下式计算所述soec的电压衰减速率：

22、

23、其中，α为soec的电压衰减速率，v0为soec的初始电解电压，v为soec的实际电解电压。

24、可选地，所述利用训练好的新能源预测模型预测新能源发电的新能源功率之前，还包括：

25、获取预设时间段内的新能源发电历史数据；

26、利用所述新能源发电历史数据训练新能源预测模型，得到训练好的新能源预测模型。

27、方案二，一种混联电堆的功率调节装置，固体氧化物电解槽soec和质子交换膜电解槽pemec串联，所述混联电堆的功率调节装置包括：

28、功率预测模块，用于利用训练好的新能源预测模型预测新能源发电的新能源功率；

29、第一任务模块，用于当所述新能源功率小于第一功率阈值时，由所述pemec承担电解任务；所述第一功率阈值小于所述pemec的最大可调功率；

30、第二任务模块，用于当所述新能源功率大于等于所述第一功率阈值、且小于第二功率阈值时，由所述soec与所述pemec共同承担电解任务；所述第二功率阈值小于所述soec、所述pemec的最大可调功率之和；

31、动态调节模块，用于当所述soec与所述pemec共同承担电解任务时，根据所述soec的电压衰减速率和预设的衰减速率阈值动态调节所述soec、所述pemec的工作功率，以在消纳所述新能源功率的前提下减缓所述soec的寿命衰减速度。

32、方案三，一种电子设备，包括：处理器和存储器；

33、其中，所述存储器存储计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现方案一的步骤。

34、方案四，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现方案一的步骤。

35、本发明提供了一种混联电堆的功率调节方法、装置、设备和存储介质，固体氧化物电解槽soec和质子交换膜电解槽pemec串联，所述混联电堆的功率调节方法包括以下步骤：利用训练好的新能源预测模型预测新能源发电的新能源功率；当所述新能源功率小于第一功率阈值时，由所述pemec承担电解任务；所述第一功率阈值小于所述pemec的最大可调功率；当所述新能源功率大于等于所述第一功率阈值、且小于第二功率阈值时，由所述soec与所述pemec共同承担电解任务；所述第二功率阈值小于所述soec、所述pemec的最大可调功率之和；当所述soec与所述pemec共同承担电解任务时，根据所述soec的电压衰减速率和预设的衰减速率阈值动态调节所述soec、所述pemec的工作功率，以在消纳所述新能源功率的前提下减缓所述soec的寿命衰减速度。

36、基于上述技术方案，本发明带来的有益效果是：

37、本发明将soec和pemec这两种不同类型的电解槽混联使用，既能发挥soec电解效率高的优势，也能发挥pemec启动快、响应能力好的优势，能够在灵活响应新能源功率的同时，还能保证高的电解效率。利用新能源预测模型预测新能源发电的新能源功率，通过对电解槽输入电能的预测，可以提前介入温度控制，使得对电解槽的温度调整可控性更高。根据新能源功率与预设的第一、第二功率阈值的关系，来确定具体的电解任务方案；当soec与pemec共同承担电解任务时，根据soec的实时衰减情况来动态调节soec、pemec的工作功率，能够在保障电解槽使用寿命的情况下，能根据新能源发电功率的变化动态调整电堆的工作功率，让soec电堆工作在安全高效的功率范围内，既保障了电堆的安全，又可以完全消纳可再生的新能源电力，避免弃电，提高了可再生能源的利用率。