SOFC输出电压的控制方法、装置、终端设备及介质与流程

sofc输出电压的控制方法、装置、终端设备及介质
技术领域
1.本发明涉及电能质量分析技术领域，尤其涉及一种sofc输出电压的控制方法、装置、终端设备及介质。


背景技术：

2.sofc(固体氧化物燃料电池)所属的sofc系统在运行过程中，会将化学能转换成为电能，最终将转换后的电能通过变换后经逆变器送入与sofc系统连接的电网中。但由于送入电网的电能可能存在高次谐波分量等干扰电能质量的因素，因此在将电能送入电网中可能会使电网产生波动；现有的应对电网波动的方法为采用传统的短时傅里叶变换分析法，通过检测电压骤降信号后，将电压骤降信号传输至逆变器，以使逆变器结合当前sofc的电压进行运算，这种运算方式需耗费大量的运算时间，无法及时响应电网变化并调整sofc的输出电压。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种sofc输出电压的控制方法、装置、终端设备及介质，能提前对sofc的输出电压进行调整，继而能快速及时的调整sofc的输出电压，避免了因sofc输出电压波动引起的电网骤变。
4.本发明一实施例提供一种sofc输出电压的控制方法，包括：
5.获取sofc在当前时间段内的电池数据；其中，所述电池数据包括：输入sofc的燃料量、水蒸气量、sofc的电池温度及输出电压；
6.将所述sofc在当前时间段内的电池数据输入电压预测模型，以使所述电压预测模型根据当前时间段内sofc的燃料量、水蒸气量以及sofc的电池温度与输出电压进行拟合，得到sofc电池数据的变化趋势；根据所述变化趋势确定下一时间段内sofc的输出电压的预测值；
7.在所述预测值超出预设的电压范围时，根据所述预测值生成驱动信号，并根据所述驱动信号调整sofc的输出电压，以使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围。
8.进一步地，所述根据所述驱动信号调整sofc的输出电压，以使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围，包括：
9.将所述驱动信号发送至sofc所属的sofc系统，以使所述sofc系统，对sofc的燃料量，水蒸气量和电池温度中的任意一项或多项进行调整，使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围。
10.进一步地，在所述预测值不超出预设的电压范围时，不生成驱动信号对sofc的输出电压进行调整。
11.进一步地，所述电压预测模型的构建，包括：
12.获取sofc的历史发电数据和历史电池数据；其中，所述历史发电数据包括：历史三
相电压不平衡度及历史电压谐波含量；所述历史电池数据包括：输入sofc的历史燃料量、历史水蒸气量、sofc的历史电池温度及历史输出电压；
13.构建初始的sofc仿真模型；
14.将所述历史发电数据和历史电池数据输入初始的sofc仿真模型中进行仿真运行，生成所述电压预测模型。
15.进一步地，在生成所述电压预测模型之后，还包括：
16.向所述电压预测模型发送电压扰动信号，以使所述电压预测模型根据所述电压扰动信号进行仿真运行，并输出在电压扰动信号作用下sofc的电压、电压谐波含量及电流谐波含量。
17.在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例；
18.本发明一实施例对应提供了一种sofc输出电压的控制装置，包括：电池数据获取模块、电压预测模块及电压调整模块；
19.所述电池数据获取模块，用于获取sofc在当前时间段内的电池数据；其中，所述电池数据包括：输入sofc的燃料量、水蒸气量、sofc的电池温度及输出电压；
20.所述电压预测模块，用于将所述sofc在当前时间段内的电池数据输入电压预测模型，以使所述电压预测模型根据当前时间段内sofc的燃料量、水蒸气量以及sofc的电池温度与输出电压进行拟合，得到sofc电池数据的变化趋势；根据所述变化趋势确定下一时间段内sofc的输出电压的预测值；
21.所述电压调整模块，用于在所述预测值超出预设的电压范围时，根据所述预测值生成驱动信号，并根据所述驱动信号调整sofc的输出电压，以使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围。
22.本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的一种sofc输出电压的控制方法。
23.本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的一种sofc输出电压的控制方法。
24.通过实施本发明具有如下有益效果：
25.本发明提供了一种sofc输出电压的控制方法、装置、终端设备及介质，所述方法通过获取sofc在当前时间段内的电池数据，并结合电压预测模型根据当前时间段内的电池数据中的sofc的燃料量、水蒸气量以及sofc的电池温度与输出电压进行拟合，继而得到sofc电池数据的变化趋势，最终根据变化趋势确定在下一时间段内sofc的输出电压的预测值，并在预测值超出预设的电压范围时，提前对sofc的输出电压进行调整，继而能快速及时的调整sofc的输出电压，避免了因sofc输出电压波动引起的电网骤变。
附图说明
26.图1是本发明一实施例提供的一种sofc输出电压的控制方法的流程示意图。
27.图2是本发明一实施例提供的一种sofc输出电压的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
28.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作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。
29.如图1所示，是本发明一实施例提供的一种sofc输出电压的控制方法，包括：
30.步骤s1：获取sofc在当前时间段内的电池数据；其中，所述电池数据包括：输入sofc的燃料量、水蒸气量、sofc的电池温度及输出电压；
31.步骤s2：将所述sofc在当前时间段内的电池数据输入电压预测模型，以使所述电压预测模型根据当前时间段内sofc的燃料量、水蒸气量以及sofc的电池温度与输出电压进行拟合，得到sofc电池数据的变化趋势；根据所述变化趋势确定下一时间段内sofc的输出电压的预测值；
32.步骤s3：在所述预测值超出预设的电压范围时，根据所述预测值生成驱动信号，并根据所述驱动信号调整sofc的输出电压，以使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围。
33.对于步骤s1、为便于获取sofc的电池数据和发电数据，实时采集sofc的电池数据和发电数据，并在对sofc的电池数据或发电数据采集后，根据所采集的数据形成数据库，继而可根据所形成的数据库获取对应的sofc电池数据和发电数据。
34.对于步骤s2、由于sofc在发电过程中，可能会受输入到sofc的燃料量、水蒸气量和电池温度的变化的影响而导致sofc输出电压的突升、突降、波动剧烈或纹波过大的问题；若直接将sofc所产生的电能输入到电网中，则会对整个发电系统造成影响；因此，在每次电压变化前，需根据实时获取输入到sofc的燃料量、水蒸气量和电池温度等对sofc电池的状态进行监测。
35.在获取到sofc在当前时间段内的电池数据后，将当前时间段内的电池数据输入到电压预测模型中，电压预测模型根据当前时间段内sofc的燃料量、水蒸气量以及sofc的电池温度与输出电压进行拟合，可以得到sofc的燃料量、水蒸气量以及sofc的电池温度与输出电压的拟合曲线，通过拟合曲线可得到对应的sofc电池数据的变化趋势，从而根据变化趋势确定在当前时间段后的下一时间段内sofc的输出电压的预测值。
36.在一个优选的实施例中，所述电压预测模型的构建，包括：获取sofc的历史发电数据和历史电池数据；其中，所述历史发电数据包括：历史三相电压不平衡度及历史电压谐波含量；所述历史电池数据包括：输入sofc的历史燃料量、历史水蒸气量、sofc的历史电池温度及历史输出电压；构建初始的sofc仿真模型；将所述历史发电数据和历史电池数据输入初始的sofc仿真模型中进行仿真运行，生成所述电压预测模型。
37.具体的，根据步骤s1中所构建的数据库获取sofc的历史发电数据和历史电池数据，并将所获取的历史数据进行汇总；采用dsp软件平台搭建一初始的sofc电池系统的仿真模型，将所获取的历史数据输入到初始的sofc电池系统的仿真模型中；dsp软件平台对所输入的数据进行数字化控制，并根据输入的数据进行仿真运行，在运行过程中生成上述的电压预测模型。
38.需要说明的是，由于对sofc发电数据和电池数据的采集是实时采集的，因此，在每
次实时采集后均将采集的数据存储如上述数据库中，在根据数据库中的数据搭建仿真模型并运行仿真模型时，随着运行时间的增加，从数据库中实时获取对应的数据加入到仿真模型中进行不断的仿真运行，即仿真模型虽sofc运行而进行不断的更新，在每次对使用电压预测模型进行预测时，均采用与当前时间段最接近的时刻下运行得到的仿真模型作为所使用的电压预测模型。
39.在另一个优选的实施例中，在生成所述电压预测模型之后，还包括：向所述电压预测模型发送电压扰动信号，以使所述电压预测模型根据所述电压扰动信号进行仿真运行，并输出在电压扰动信号作用下sofc的电压、电压谐波含量及电流谐波含量。
40.具体的，在生成仿真模型后，在dsp软件平台上可对当前的仿真模型设置一个扰动时间，如设置在0.01～0.1秒之间；在设置的扰动时间内，向仿真模型发送一个10mv的电压扰动信号，在仿真模型接收到电压扰动信号时，仿真模型在扰动时间内的电流也会产生同步的变化；通过dsp软件平台，可查看仿真模型在接收到上述电压干扰信号后变化的sofc的输出电压、电压谐波含量和电流谐波含量等；根据变化后的数据与变化前的数据进行对比还可得到对应的电压偏差数据；继而可分别从上述电压偏差、电压谐波含量、负荷电流谐波含量等角度来定量分析sofc输出的电能对电网质量所会产生的影响，从而使用户可以根据仿真模型反馈数据对sofc输出的电能质量进行分析，并基于分析结果对电能质量进行优化提升。
41.优选的，还可采用simulink软件搭建sofc仿真模。
42.对于步骤s3、对电压预测模型输出的下一时间段内sofc的输出电压的预测值进行监测，在预测值超出预设的电压范围时，说明不调节直接将预测值所对应的sofc的输出电压输入到电网中时会引起电网波动，因此，需根据当前预测值生成一个驱动信号，根据驱动信号对sofc的输出电压进行调整，以规避波动较大的电压直接输入到电网中引起电网波动。
43.在一个优选的实施例中，所述根据所述驱动信号调整sofc的输出电压，以使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围，包括：将所述驱动信号发送至sofc所属的sofc系统，以使所述sofc系统，对sofc的燃料量，水蒸气量和电池温度中的任意一项或多项进行调整，使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围。
44.在另一个优选的实施例中，在所述预测值不超出预设的电压范围时，不生成驱动信号对sofc的输出电压进行调整。
45.需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
46.所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为了方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可参考前述方法实施例中对应的过程，在此不再赘述。
47.在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了终端设备项实施例。
48.本发明一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任意一项所述的一种sofc输出电压的控制方法。
49.终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
50.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
51.所述存储器可用于存储所述计算机程序，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
52.在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了存储介质项实施例。
53.本发明一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行本发明中任意一项所述的一种sofc输出电压的控制方法。
54.所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机程序存储在所述计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
55.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种sofc输出电压的控制方法，其特征在于，包括：获取sofc在当前时间段内的电池数据；其中，所述电池数据包括：输入sofc的燃料量、水蒸气量、sofc的电池温度及输出电压；将所述sofc在当前时间段内的电池数据输入电压预测模型，以使所述电压预测模型根据当前时间段内sofc的燃料量、水蒸气量以及sofc的电池温度与输出电压进行拟合，得到sofc电池数据的变化趋势；根据所述变化趋势确定下一时间段内sofc的输出电压的预测值；在所述预测值超出预设的电压范围时，根据所述预测值生成驱动信号，并根据所述驱动信号调整sofc的输出电压，以使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围。2.如权利要求1所述的一种sofc输出电压的控制方法，其特征在于，所述根据所述驱动信号调整sofc的输出电压，以使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围，包括：将所述驱动信号发送至sofc所属的sofc系统，以使所述sofc系统，对sofc的燃料量，水蒸气量和电池温度中的任意一项或多项进行调整，使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围。3.如权利要求1所述的一种sofc输出电压的控制方法，其特征在于，在所述预测值不超出预设的电压范围时，不生成驱动信号对sofc的输出电压进行调整。4.如权利要求1所述的一种sofc输出电压的控制方法，其特征在于，所述电压预测模型的构建，包括：获取sofc的历史发电数据和历史电池数据；其中，所述历史发电数据包括：历史三相电压不平衡度及历史电压谐波含量；所述历史电池数据包括：输入sofc的历史燃料量、历史水蒸气量、sofc的历史电池温度及历史输出电压；构建初始的sofc仿真模型；将所述历史发电数据和历史电池数据输入初始的sofc仿真模型中进行仿真运行，生成所述电压预测模型。5.如权利要求4所述的一种sofc输出电压的控制方法，其特征在于，在生成所述电压预测模型之后，还包括：向所述电压预测模型发送电压扰动信号，以使所述电压预测模型根据所述电压扰动信号进行仿真运行，并输出在电压扰动信号作用下sofc的电压、电压谐波含量及电流谐波含量。6.一种sofc输出电压的控制装置，其特征在于，包括：电池数据获取模块、电压预测模块及电压调整模块；所述电池数据获取模块，用于获取sofc在当前时间段内的电池数据；其中，所述电池数据包括：输入sofc的燃料量、水蒸气量、sofc的电池温度及输出电压；所述电压预测模块，用于将所述sofc在当前时间段内的电池数据输入电压预测模型，以使所述电压预测模型根据当前时间段内sofc的燃料量、水蒸气量以及sofc的电池温度与输出电压进行拟合，得到sofc电池数据的变化趋势；根据所述变化趋势确定下一时间段内sofc的输出电压的预测值；所述电压调整模块，用于在所述预测值超出预设的电压范围时，根据所述预测值生成
驱动信号，并根据所述驱动信号调整sofc的输出电压，以使下一时间段内sofc的输出电压不超出预设的电压范围。7.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所诉处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的一种sofc输出电压的控制方法。8.一种介质，其特征在于，所述介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的一种sofc输出电压的控制方法。

技术总结
本发明公开了一种SOFC输出电压的控制方法、装置、终端设备及介质，所述方法包括：获取SOFC在当前时间段内的电池数据；其中，所述电池数据包括：输入SOFC的燃料量、水蒸气量、SOFC的电池温度及输出电压；将SOFC在当前时间段内的电池数据输入电压预测模型，以使电压预测模型根据当前时间段内SOFC的燃料量、水蒸气量以及SOFC的电池温度与输出电压进行拟合，得到SOFC电池数据的变化趋势；根据变化趋势确定下一时间段内SOFC的输出电压的预测值；在预测值超出预设的电压范围时，根据预测值生成驱动信号，并根据驱动信号调整SOFC的输出电压，以使下一时间段内SOFC的输出电压不超出预设的电压范围。压范围。压范围。


技术研发人员：陈正鹏 许仁辞 董江波 丁建华 李明飞 熊凯 饶睦敏 陈创庭
受保护的技术使用者：广东能源集团科学技术研究院有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/8