电解槽的供电控制方法、装置、电子设备及制氢系统与流程

1.本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电解槽的供电控制方法、装置、电子设备及制氢系统。

背景技术：

2.目前，制氢系统的电解槽在制备氢气的过程中，往往采用单一的供电模式为电解槽供电，无法适应电解槽在不同工作环节下的需求，容易使得电解槽的电压和电流波动较大，对电解槽的电极和隔膜造成损伤，影响电解槽寿命。

技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种电解槽的电解槽的供电控制方法、装置、电子设备及制氢系统，能够避免电解槽电压和电流同时发生大范围变化。具体方案如下：
4.一种电解槽的供电控制方法，包括：
5.确定电解槽当前的工作特性；
6.利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电。
7.上述的方法，可选的，所述确定电解槽当前的工作特性，包括：
8.获得电解槽当前的电力参数，所述电力参数包括电解槽电压、电解槽电流、电压变化率和电流变化率中的至少一种；
9.根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性。
10.上述的方法，可选的，所述电力参数包括电解槽电压，所述根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性，包括：
11.判断所述电解槽电压是否小于所述电解槽的启动电压，所述启动电压根据所述电解槽的小室数量和小室分解电压确定；
12.在所述电解槽电压小于所述电解槽的启动电压的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；
13.在所述电解槽电压不小于所述启动电压的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。
14.上述的方法，可选的，所述电力参数包括电解槽电流，所述根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性，包括：
15.在所述电解槽电流小于预设的电流阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；
16.在所述电解槽电流不小于所述电流阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。
17.上述的方法，可选的，所述电力参数包括电压变化率，所述根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性，包括：
18.在所述电压变化率大于预设的电压变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的
工作特性为容性；
19.在所述电压变化率不大于预设的电压变化率阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为阻性。
20.上述的方法，可选的，所述电力参数包括电流变化率，所述根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性，包括：
21.在所述电流变化率小于预设的电流变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；
22.在所述电流变化率不小于预设的电流变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。
23.上述的方法，可选的，所述利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电，包括：
24.在所述电解槽当前的工作特性为容性的情况下，确定与所述工作特性相匹配的供电模式为恒压模式；利用所述恒压模式为所述电解槽供电；
25.在所述电解槽当前的工作特性为阻性的情况下，确定与所述工作特性相匹配的供电模式为恒流模式和恒功率模式；利用所述恒流模式和恒功率模式中的一种为所述电解槽供电。
26.一种电解槽的供电控制装置，包括：
27.确定单元，用于确定电解槽当前的工作特性；
28.执行单元，用于利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电。
29.一种电子设备，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如上所述的电解槽的供电控制方法。
30.一种制氢系统，包括：
31.电解槽、供电电源和控制设备；
32.所述电解槽，用于制备氢气；
33.所述供电电源，用于向所述电解槽供电；
34.所述控制设备，用于执行上述的电解槽的供电控制方法。
35.与现有技术相比，本发明实施例包括以下优点：
36.本发明实施例提供了一种电解槽的供电控制方法、装置、电子设备及制氢系统，可以确定电解槽当前的工作特性；然后利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电。能够避免电解槽在工作过程中，电解槽电压和电流同时发生大范围变化，确保电解槽状态平稳变换，减少电极外加冲击，有效地降低电解槽的电极衰减，增加电解槽的电极和隔膜的可靠性，延长电解槽的寿命。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
38.图1为本发明实施例提供的一种电解槽的供电控制方法的方法流程图；
39.图2为本发明实施例提供的一种确定电解槽当前的工作特性的过程的流程图；
40.图3为本发明实施例提供的一种根据电解槽参数确定电解槽当前的工作特性的过程的流程图；
41.图4为本发明实施例提供的一种电解槽的输入特性示例图；
42.图5为本发明实施例提供的一种电解槽的供电控制装置的结构示意图；
43.图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
44.图7为本发明实施例提供的一种电解槽的供电控制系统的结构示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
47.基于此，本发明实施例提供了一种电解槽的供电控制方法，可以应用于制氢系统的控制设备，制氢系统还包括制备氢气的电解槽和为电解槽供电的供电电源；所述方法的方法流程图如图1所示，具体包括：
48.s101：确定电解槽当前的工作特性。
49.在本实施例中，电解槽的工作特性可以是电解槽的电压电流特性，具体可以是容性和阻性中的一种。
50.在本实施例中，在电解槽的工作特性为容性的情况下，表明电解槽的双电层电容处于充电的过程；在工作特性为阻性的情况下，表明电解槽的电极发生析氢、析氧反应。
51.在本实施例中，可以采集当前的电解槽电压，根据电解槽电压确定电解槽当前的工作特性，在一些实施例中，还可以采集当前的电解槽电流，根据电解槽电流确定电解槽当前的工作特性。
52.s102：利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电。
53.在本实施例中，可以先确定与工作特性相匹配的供电模式，然后控制电解槽的供电电源以所述供电模式向电解槽供电。
54.在本实施例中，可以从恒压模式、恒流模式和恒功率模式等多种模式中确定出与工作特性相匹配的供电模式，也即供电模式为恒压模式、恒流模式和恒功率模式等多种模式中的一种。
55.在本实施例中，可以先确定出与所述工作特性相匹配的供电模式，然后向电解槽的供电电源发送供电指令，供电指令用于指示供电电源以所述供电模式向电解槽供电；可选的，向电解槽供电的电量满足电解槽当前的工作特性的需求，且不超出电解槽的额定值。
56.应用本发明实施例提供的方法，通过利用与电解槽的工作特性相匹配的供电模式为电解槽供电，能够避免电解槽的电极变化过程中电解槽电压和电流同时发生大范围变化，确保电解槽状态平稳变换，减少电极外加冲击，有效地降低电解槽的电极衰减，增加电解槽的电极和隔膜的可靠性，延长电解槽的寿命。
57.在本发明提供的一实施例中，基于上述的实施过程，具体的，s101中的确定电解槽当前的工作特性的过程，如图2所示，包括：
58.s201：获得电解槽当前的电力参数，所述电力参数包括电解槽电压、电解槽电流、电压变化率和电流变化率中的至少一种。
59.在本实施例中，可以通过设置在电解槽上的电压传感器采集电解槽的电解槽电压，通过设置在电解槽上的电流传感器采集电解槽的电解槽电流；可以根据当前时刻采集到的电解槽电压和前一时刻采集到的电解槽电压计算得到当前的电压变化率；可以根据当前时刻采集到的电解槽电流和前一时刻采集到的电解槽电流计算得到当前的电流变化率。
60.s202：根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性。
61.在本实施例中，可以根据电解槽电压、电解槽电流、电压变化率和电流变化率中的一种或多种来确定电解槽当前的工作特性。
62.在一些实施例中，电解槽参数包括电解槽电压，则根据电解槽参数确定电解槽当前的工作特性的一种可行的方式，如图3所示，具体包括：
63.s301：判断所述电解槽电压是否小于所述电解槽的启动电压，所述启动电压根据所述电解槽的小室数量和小室分解电压确定；若是，则执行s302；若否，则执行s303。
64.在本实施例中，可以将电解槽电压与电解槽的启动电压进行比较，以判断电解槽电压是否小于电解槽的启动电压；电解槽包括多个小室，可以根据小室数量和小室分解电压计算得到启动电压。
65.s302：确定所述电解槽当前的工作特性为容性；
66.s303：确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。
67.在一些实施例中，电解槽参数包括电解槽电流，则根据电解槽参数确定电解槽当前的工作特性的一种可行的方式，包括：判断电解槽电流是否小于预设的电流阈值，在电解槽电流小于预设的电流阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为容性，在电解槽电流不小于电流阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为阻性。
68.在一些实施例中，电解槽参数包括电压变化率，则根据电解槽参数确定电解槽当前的工作特性的一种可行的方式，包括：判断电压变化率是否大于预设的电压变化率阈值；在电压变化率大于预设的电压变化率阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为容性；在电压变化率小于预设的电压变化阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为阻性。
69.在一些实施例中，电解槽参数包括电流变化率，则根据电解槽参数确定电解槽当前的工作特性的一种可行的方式，包括：判断电流变化率是否小于预设的电流变化率阈值；在电流变化率小于预设的电流变化率阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为容性；在电流变化率不小于预设的电流变化率阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为阻性。
70.在本发明提供的一实施例中，基于上述的实施过程，具体的，所述利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电，包括：
71.在所述电解槽当前的工作特性为容性的情况下，确定与所述工作特性相匹配的供电模式为恒压模式；利用所述恒压模式为所述电解槽供电；
72.在所述电解槽当前的工作特性为阻性的情况下，确定与所述工作特性相匹配的供电模式为恒流模式和恒功率模式；利用所述恒流模式和恒功率模式中的一种为所述电解槽供电。
73.在本发明提供的一实施例中，基于上述的实施过程，具体的，利用所述恒压模式为所述电解槽供电，包括：控制所述供电电源以恒压模式向所述电解槽供电，且控制所述供电电源的供电电压不大于所述启动电压。
74.在本实施例中，在电解槽当前的工作特性为容性的情况下，由于电解槽电压的电压变化率较高，可以控制供电电源以恒压模式供电，使得电解槽电压小范围变化，电流小范围变化，能够有效地降低电极衰减，增加电解槽可靠性；并且在电解槽电压小于启动电压的情况下，控制供电电源以恒压模式供电，能够解决电解槽关机期间电解槽反向电流问题，让电解槽缓慢关机，降低电解槽反向电流。
75.在本发明提供的一实施例中，基于上述的实施过程，具体的，利用恒流模式为所述电解槽供电，包括：控制所述供电电源以所述恒流模式向所述电解槽供电，且控制所述供电电源的供电电流小于预设的额定电流，控制所述供电电源的供电电压小于预设的电压最大值。
76.在本实施例中，在电解槽当前的工作特性为阻性的情况下，由于电解槽电流的电流变化率高，可以控制供电电源工作在恒流模式，使得电解槽电流小范围变化，电解槽电压小范围变化，能够有效地降低电极衰减，增加电解槽可靠性。
77.在本发明提供的一实施例中，基于上述的实施过程，具体的，利用恒功率模式为所述电解槽供电，包括：控制所述供电电源以所述供电模式向所述电解槽供电，且控制所述供电电源的供电功率小于预设的额定功率，控制所述供电电源的供电电压小于预设的电压最大值。
78.在本实施例中，在电解槽当前的工作特性为阻性的情况下，可以控制供电电源工作在恒功率模式，使得电解槽功率小范围变化，电解槽电压小范围变化，能够有效地降低电极衰减，增加电解槽可靠性。
79.参见图4，为本发明实施例提供的一种电解槽的输入特性示例图，其中，电解槽处于容性区域时，电解槽的工作特性为容性，在此情况下，电解槽电压低于分解电压，整体呈现电压大变化幅度、电流小变化幅度，可以采用恒流模式为电解槽供电。电解槽处于阻性区域时，电解槽的工作特性为阻性，在此情况下，电解槽电压大于分解电压，整体呈现电压小变化幅度、电流大变化幅度，可以采用恒流模式或恒功率模式为电解槽供电。
80.与图1所述的方法相对应，本发明实施例还提供了一种电解槽的供电控制装置，用于对图1中方法的具体实现，本发明实施例提供的电解槽的供电控制装置可以应用于电子设备中，其结构示意图如图5所示，具体包括：
81.确定单元501，用于确定电解槽当前的工作特性；
82.执行单元502，用于利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电。
83.在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述确定单元501，包括：
84.执行子单元，用于获得电解槽当前的电力参数，所述电力参数包括电解槽电压、电
解槽电流、电压变化率和电流变化率中的至少一种；
85.第一确定子单元，用于根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性。
86.在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述电力参数包括电解槽电压；相应的，所述第一确定子单元，包括：
87.判断模块，用于判断所述电解槽电压是否小于所述电解槽的启动电压，所述启动电压根据所述电解槽的小室数量和小室分解电压确定；
88.第一确定模块，用于在所述电解槽电压小于所述电解槽的启动电压的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；
89.第二确定模块，用于在所述电解槽电压不小于所述启动电压的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。
90.在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述电力参数包括电解槽电流，相应的，所述第一确定子单元，包括：
91.第三确定模块，用于在所述电解槽电流小于预设的电流阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；
92.第四确定模块，用于在所述电解槽电流不小于所述电流阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。
93.在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述电力参数包括电压变化率，相应的，所述第一确定子单元，包括：
94.第五确定模块，用于在所述电压变化率大于预设的电压变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；
95.第六确定模块，用于在所述电压变化率不大于预设的电压变化率阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为阻性。
96.在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述电力参数包括电流变化率，相应的，所述第一确定子单元，包括：
97.第七确定模块，用于在所述电流变化率小于预设的电流变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；
98.第八确定模块，用于在所述电流变化率不小于预设的电流变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。
99.在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，可选的，所述第二确定单元，包括：
100.第二确定子单元，用于在所述电解槽当前的工作特性为容性的情况下，确定所述供电电源的供电模式为恒压模式；
101.第三确定子单元，用于在所述电解槽当前的工作特性为阻性的情况下，确定所述供电电源的供电模式为恒流模式或恒功率模式。
102.上述本发明实施例公开的电解槽的供电控制装置中的各个单元和模块具体的原理和执行过程，与上述本发明实施例公开的电解槽的供电控制方法相同，可参见上述本发明实施例提供的电解槽的供电控制方法中相应的部分，这里不再进行赘述。
103.本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述电解槽的供电控制方法。
104.本发明实施例还提供了一种电子设备，其结构示意图如图6所示，具体包括存储器
601，以及一个或者一个以上的指令602，其中一个或者一个以上指令602存储于存储器601中，且经配置以由一个或者一个以上处理器603执行所述一个或者一个以上指令602进行以下操作：
105.确定电解槽当前的工作特性；
106.利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电。
107.本发明实施例还提供了一种制氢系统，其结构示意图如图7所示，包括：
108.电解槽701、供电电源702和控制设备703；
109.所述电解槽701，用于制备氢气；
110.所述供电电源702，用于向所述电解槽供电；
111.所述控制设备703，用于执行上述的电解槽的供电控制方法。
112.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
113.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
114.为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
115.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
116.以上对本发明所提供的一种电解槽的供电控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种电解槽的供电控制方法，其特征在于，包括：确定电解槽当前的工作特性；利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电。2.根据要求1所述的方法，其特征在于，所述确定电解槽当前的工作特性，包括：获得电解槽当前的电力参数，所述电力参数包括电解槽电压、电解槽电流、电压变化率和电流变化率中的至少一种；根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电力参数包括电解槽电压，所述根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性，包括：判断所述电解槽电压是否小于所述电解槽的启动电压，所述启动电压根据所述电解槽的小室数量和小室分解电压确定；在所述电解槽电压小于所述电解槽的启动电压的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；在所述电解槽电压不小于所述启动电压的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电力参数包括电解槽电流，所述根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性，包括：在所述电解槽电流小于预设的电流阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；在所述电解槽电流不小于所述电流阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电力参数包括电压变化率，所述根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性，包括：在所述电压变化率大于预设的电压变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；在所述电压变化率不大于预设的电压变化率阈值的情况下，确定电解槽当前的工作特性为阻性。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电力参数包括电流变化率，所述根据所述电力参数确定所述电解槽当前的工作特性，包括：在所述电流变化率小于预设的电流变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为容性；在所述电流变化率不小于预设的电流变化率阈值的情况下，确定所述电解槽当前的工作特性为阻性。7.根据权利要求3～6任意一项所述的方法，其特征在于，所述利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电，包括：在所述电解槽当前的工作特性为容性的情况下，确定与所述工作特性相匹配的供电模式为恒压模式；利用所述恒压模式为所述电解槽供电；在所述电解槽当前的工作特性为阻性的情况下，确定与所述工作特性相匹配的供电模式为恒流模式和恒功率模式；利用所述恒流模式和恒功率模式中的一种为所述电解槽供
电。8.一种电解槽的供电控制装置，其特征在于，包括：确定单元，用于确定电解槽当前的工作特性；执行单元，用于利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电。9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如权利要求1～7任意一项所述的电解槽的供电控制方法。10.一种制氢系统，其特征在于，包括：电解槽、供电电源和控制设备；所述电解槽，用于制备氢气；所述供电电源，用于向所述电解槽供电；所述控制设备，用于执行权利要求1～7任意一项所述的电解槽的供电控制方法。

技术总结

本发明提供了一种电解槽的供电控制方法、装置、电子设备及制氢系统，可以确定电解槽当前的工作特性；然后利用与所述工作特性相匹配的供电模式为所述电解槽供电，能够避免电解槽的电极在工作过程中，电解槽电压和电流同时发生大范围变化，确保电解槽状态平稳变换，减少电极外加冲击，有效地降低电解槽的电极衰减，增加电解槽的电极和隔膜的可靠性，延长电解槽的寿命。的寿命。的寿命。