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专利号: 2022114018698
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于碱性电解制氢系统的模糊控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、将碱性电解制氢系统的输入能量通过隶属函数模糊化,同时依据能量强度进行模糊定义,并界定模糊定义的区间,所述输入能量具有非线性实时的特性;所述输入能量包括太阳能和风能,对太阳能的模糊定义方式为:将输入光照强度模糊定义为四个等级,分别为:第一级过量光照,定义为EL;第二级适度光照,定义为PL;第三级缺乏光照,定义为LL;第四级无光照,定义为OL;

对风能的模糊定义方式为:将输入风力强度模糊定义为四个等级,分别为:第一级过量风能,定义为EW;第二级适度风能,定义为PW;第三级缺乏风能,定义为LW;第四级无风能,定义为OW;

设定划分的每个等级的太阳能和风能的范围,从而界定模糊定义区间;

S2、将碱性电解制氢系统的输出功率通过隶属函数模糊化,并结合S1的结果设定碱性电解制氢系统的工作模式,选择模糊函数描述工作模式的隶属度,得到实时输入能量大小与输出功率、以及工作模式的隶属关系;

S3、建立模糊规则为随着输入能量的增加输出功率也随之增加;

S4、将实时输入能量通过模糊规则转化为实时隶属度;

S5、根据实时隶属度构建隶属函数,通过输出运算规则求出隶属输出;

S6、通过反模糊化隶属输出,并基于隶属关系选择对应工作模式对碱性电解制氢系统进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于碱性电解制氢系统的模糊控制方法,其特征在于,碱性电解制氢系统的供电端包括太阳能、风能、蓄电池、电网,其中太阳能和风能构成系统发电端,蓄电池为系统储电端;碱性电解制氢系统的用电端为电解槽。

3.根据权利要求2所述的一种用于碱性电解制氢系统的模糊控制方法,其特征在于,S2中所述工作模式包括五种,分别为:第一种工作模块,对应系统发电端发电功率小于用电端用电功率,此时系统既从电网购电,同时蓄电池也向系统供电,定义为M1;第二种工作模式,对应系统发电端发电功率小于用电端用电功率,此时仅蓄电池向系统供电,定义为M2;第三种工作模式,对应系统发电端发电功率等于用电端用电功率,定义为M3;第四种工作模式,对应系统发电端发电功率大于用电端用电功率,系统将多余电能存储到储电端,定义为M4;

第五种工作模式,对应系统发电端发电功率大于用电端用电功率,系统将多余电能存储到储电端后,将多余部分输入电网,定义为M5。

4.根据权利要求3所述的一种用于碱性电解制氢系统的模糊控制方法,其特征在于,S2中使用三角形隶属函数表现实时太阳能和风能与输出模式的隶属度,并绘制光照强度隶属函数图、风力强度隶属函数图以及输出系统运转模式隶属函数图。

5.根据权利要求4所述的一种用于碱性电解制氢系统的模糊控制方法,其特征在于,S4中,利用S2中定义的太阳能和风能等级表示太阳能和风能的隶属度,具体为:定义太阳能x对应的隶属度为EL=a1,PL=b1,LL=c1,OL=d1,a1+b1+c1+d1=1;定义风能y对应的隶属度为EW=a2,PW=b2,LW=c2,OW=d2,a2+b2+c2+d2=1;

根据实时太阳能和风能对隶属度进行赋值后得到实时隶属度,绘出光照强度x对应隶属函数图、风力强度y对应隶属函数图。

6.根据权利要求5所述的一种用于碱性电解制氢系统的模糊控制方法,其特征在于,S6中,应用面积中心法对隶属输出图进行反模糊化得到隶属输出图对应面积中心隶属函数图,分别用Si(i=1,…,7)表示每个分段函数曲线与横轴所构成的面积,用ui(i=1,…,7)表示每个分段函数曲线与横轴所构成的图形的重心横坐标;

从左往右可分别计算出Si(i=1,…,7)和ui(i=1,…,7)的值,可根据面积中心公式:推出隶属函数面积中心uov横坐标,因此通过对隶属输出图对应面积中

心隶属函数图清晰化可知对应输出为Mn,1≤n≤5,根据对应的工作模式方式实现对碱性电解制氢系统的控制。