加氢站的长管拖车控制方法、装置以及加氢站与流程

本发明涉及加氢站，具体地涉及一种加氢站的长管拖车控制方法、装置以及加氢站。

背景技术：

氢能以高能效、来源广、可再生、燃烧产物零污染等优点，被国际公认为未来的绿色能源。近年来，包括美、日、中、韩、欧盟在内的许多国家和地区都在大力开发氢能汽车，积极建造加氢站和相关氢能基础实施。以氢为动力己成为新能源领域的重要应用方向。氢气通过加氢站加氢机对燃料电池汽车进行加注，并以高压形式储存在车载氢气瓶中。

在现有技术中，加氢站通常使用长管拖车作为外供氢源，其初始压力一般为20mpa，氢气经过压缩机增压储存在加氢站的储罐之中。长管拖车在供氢过程中，压力会逐步降低，因此导致增压流量也随之降低，使加氢站的加注性能也随之变化。由于加氢站的加氢需求不断改变，当随意使用长管拖车供氢时，加氢站的加注性能有可能并不适合当前的加氢需求，导致当需要较大的加注性能来满足较大的加氢需求时，加氢站的加注性能反而不足。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种加氢站的长管拖车控制方法、装置以及加氢站，该加氢站的长管拖车控制方法、装置以及加氢站可以使加氢站的加注性能显著增加。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种加氢站的长管拖车控制方法，该加氢站包括至少一组长管车组，所述长管拖车组用于提供氢气至压缩机，每组长管车组包括至少两辆长管拖车，该方法包括：检测当前加氢需求；以及根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气；以及在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，其中所述第一长管拖车的压力大于所述第二长管拖车的压力，所述根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气包括：在所述当前加氢需求大于等于所述标准加氢需求时，控制所述第一长管拖车提供氢气。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，其中所述第一长管拖车的压力大于所述第二长管拖车的压力，所述根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气包括：在所述当前加氢需求小于所述标准加氢需求时，控制所述第二长管拖车提供氢气。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，在控制所述至少两辆长管拖车提供氢气之前，该方法还包括：检测所述至少两辆长管拖车的压力；其中，在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车包括：控制所述第一长管拖车提供氢气；在所述第一长管拖车的压力等于所述第一预设压力时，控制所述第二长管拖车提供氢气；在所述第二长管拖车的压力等于所述第二预设压力时，控制所述第一长管拖车提供氢气；在所述第一长管拖车的压力等于所述供气截止压力时，控制所述第二长管拖车提供氢气直到所述第二长管拖车的压力等于所述第一预设压力；判断是否有未使用的长管拖车；在有未使用的长管拖车时，控制所述未使用的长管拖车提供氢气，以执行所述未使用的长管拖车和所述第二长管拖车的切换；在没有未使用的长管拖车时，控制所述第二长管拖车提供氢气直到所述供气截止压力。

优选地，所述检测当前加氢需求包括：检测预定时间内需求加氢的车辆的数量；以及根据所述需求加氢的车辆的数量确定所述当前加氢需求。

本发明实施例还提供一种加氢站的长管拖车控制装置，该加氢站包括至少一组长管车组，所述长管拖车组用于提供氢气至压缩机，每组长管车组包括至少两辆长管拖车，该装置包括：检测单元以及处理单元，其中，所述检测单元用于检测当前加氢需求；以及所述处理单元用于根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气；以及在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，其中所述第一长管拖车的压力大于所述第二长管拖车的压力，所述根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气包括：在所述当前加氢需求大于等于所述标准加氢需求时，控制所述第一长管拖车提供氢气。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，其中所述第一长管拖车的压力大于所述第二长管拖车的压力，所述根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气包括：在所述当前加氢需求小于所述标准加氢需求时，控制所述第二长管拖车提供氢气。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，在控制所述至少两辆长管拖车提供氢气之前，所述检测单元还用于：检测所述至少两辆长管拖车的压力；其中，在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车包括：控制所述第一长管拖车提供氢气；在所述第一长管拖车的压力等于所述第一预设压力时，控制所述第二长管拖车提供氢气；在所述第二长管拖车的压力等于所述第二预设压力时，控制所述第一长管拖车提供氢气；在所述第一长管拖车的压力等于所述供气截止压力时，控制所述第二长管拖车提供氢气直到所述第二长管拖车的压力等于所述第一预设压力；判断是否有未使用的长管拖车；在有未使用的长管拖车时，控制所述未使用的长管拖车提供氢气，以执行所述未使用的长管拖车和所述第二长管拖车的切换；在没有未使用的长管拖车时，控制所述第二长管拖车提供氢气直到所述供气截止压力。

优选地，所述检测当前加氢需求包括：检测预定时间内需求加氢的车辆的数量；以及根据所述需求加氢的车辆的数量确定所述当前加氢需求。

本发明实施例还提供一种加氢站，该加氢站包括上文所述的加氢站的长管拖车控制装置。

通过上述技术方案，采用本发明提供的加氢站的长管拖车控制方法、装置以及加氢站，该方法包括：检测当前加氢需求；以及根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气，并在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车。本发明根据当前的加氢需求对提供氢气的长管拖车进行控制，可以随加氢需求变化使用适合的长管拖车，并对长管拖车进行切换，使加氢站的加注性能显著增加。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的加氢站的长管拖车控制方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的加氢站的长管拖车控制方法的流程图；

图3是本发明另一实施例提供的加氢站的长管拖车控制方法的流程图；

图4是本发明一实施例提供的长管拖车切换控制的示意图；

图5是本发明一实施例提供的当前加氢需求的检测方法的流程图；

图6a是采用本发明的控制方法的加氢站的各数据示意图；

图6b是现有技术的加氢站的各数据示意图；

图7a是采用本发明的控制方法的加氢站的各数据示意图；

图7b是现有技术的加氢站的各数据示意图；以及

图8是本发明一实施例提供的加氢站的长管拖车控制装置的示意图。

附图标记说明

1检测单元2处理单元

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明一实施例提供的加氢站的长管拖车控制方法的流程图。如图1所示，该加氢站包括至少一组长管车组，所述长管拖车组用于提供氢气至压缩机，每组长管车组包括至少两辆长管拖车，该方法包括：

步骤s11，检测当前加氢需求；以及

步骤s12，根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气；以及

步骤s13，在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车。

长管拖车通常作为加氢站的外供氢源，其压力为20mpa，氢气经过压缩机增压储存在加氢站的储罐之中。长管拖车提供氢气，供压缩机将氢气压缩到目标压力后，存入加氢站的储罐中。储罐可以具有多个，并具有不同的储气压力(例如3个储罐，分为低压、中压、高压三级)，加氢机加注时，可以先后从低压储罐、中压储罐、高压储罐中按顺序取气进行加注。以上构成长管拖车-压缩机-储罐-加氢机的加氢站的大致结构。

长管拖车随供氢的进行，压力也会随之减小，长管拖车也会存在压力不同的情况，随提供氢气的长管拖车的压力不同，压缩机的工作时间也会有变化，氢气存入储罐的速度会受到影响，加氢站的整体加注性能也会随之变化。本发明实施例根据当前加氢需求的不同，首先使用不同压力的长管拖车供氢(随后再进行长管拖车的切换)，可以选择适合当前加氢需求的长管拖车，避免无视当前加氢需求随意使用长管拖车，即避免当前加氢需求较小(小于标准加氢需求)时使用压力高的长管拖车，而在当前加氢需求较大(大于等于标准加氢需求)时使用压力低的长管拖车的情况出现，导致当前加氢需求较小时具有不必要的加注性能，而当前加氢需求较大时加氢站的加注性能不足。

在本发明实施例中，标准加氢需求优选可以是理论上加氢站日均加氢量除以每天加氢的小时数，例如加氢站每天加氢y个小时，日均加氢量xkg，则标准加氢需求为x/ykg/h。但是，本发明并不对该单位进行限定，g/min，g/h等均可。

当前加氢需求同样与标准加氢需求同单位，例如也可以以kg/h为单位，通过多种方式得到，例如，通过历史加氢经验获得，即加氢站记录每天的加氢数据，从而可以得到整个一天以小时为单位的每个时段的加氢量，当需要检测当前加氢需求时，找到当前时间属于的时段，可以得到该时段的加氢量作为当前加氢需求。

另外，本发明实施例还可以利用需求加氢的车辆的数量估测当前加氢需求，例如使用短时间的需求加氢的车辆的数量来预测较长时段的需求加氢的车辆的数量，或者对即将到来的需求加氢的车辆的数量进行预测，从而得到当前加氢需求，例如具体将在下文详述。

图2是本发明另一实施例提供的加氢站的长管拖车控制方法的流程图。如图2所示，该加氢站包括至少一组长管车组，所述长管拖车组用于提供氢气至压缩机，每组长管车组包括至少两辆长管拖车，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，所述第一长管拖车的压力大于所述第二长管拖车的压力，该方法包括：

步骤s21，检测当前加氢需求；

步骤s22，判断所述当前加氢需求是否大于等于所述标准加氢需求；

步骤s23，在所述当前加氢需求大于等于所述标准加氢需求时，控制所述第一长管拖车提供氢气；以及

步骤s24，在所述当前加氢需求小于所述标准加氢需求时，控制所述第二长管拖车提供氢气。

在本发明实施例中，提供了具体地根据当前加氢需求的不同，首先使用不同压力的长管拖车供氢的技术方案，即当前加氢需求大于等于标准加氢需求时，控制第一长管拖车提供氢气；当前加氢需求小于标准加氢需求时，控制第二长管拖车提供氢气。本发明实施例可以在第一长管拖车和第二长管拖车中设置压力检测设备，检测第一长管拖车和第二长管拖车的压力，或者根据长管拖车的供氢时间估测长管拖车的压力。在当前加氢需求较小时，首先使用压力较小的长管拖车供氢，即使压缩机工作时间较长也不影响加氢站的加注，同时还可以留下压力较大的长管拖车在当前加氢需求较大时使用，从而较好地统筹利用长管拖车，提高用氢高峰期加氢站的加注性能。

在选择出使用哪个长管拖车提供氢气后，接下来，本发明实施例还在供气压力(当前提供氢气的长管拖车的压力)分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换至少两辆长管拖车，以减少长管拖车的供氢压力的波动。

图3是本发明另一实施例提供的加氢站的长管拖车控制方法的流程图。如图3所示，该加氢站包括至少一组长管车组，所述长管拖车组用于提供氢气至压缩机，每组长管车组包括至少两辆长管拖车，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，该方法包括：

步骤s31，检测所述至少两辆长管拖车的压力；

步骤s32，在使用所述第一长管拖车提供氢气时，判断所述第一长管拖车的压力是否等于所述第一预设压力；

步骤s33，在所述第一长管拖车的压力等于所述第一预设压力时，控制所述第二长管拖车提供氢气；

步骤s34，判断所述第二长管拖车的压力是否等于所述第二预设压力；

步骤s35，在所述第二长管拖车的压力等于所述第二预设压力时，控制所述第一长管拖车提供氢气；

步骤s36，判断所述第一长管拖车的压力是否等于供气截止压力；

步骤s37，在所述第一长管拖车的压力等于供气截止压力时，控制所述第二长管拖车提供氢气直到所述第二长管拖车的压力等于所述第一预设压力；

步骤s38，判断是否有未使用的长管拖车；

步骤s39，在有未使用的长管拖车时，控制所述未使用的长管拖车提供氢气，以执行所述未使用的长管拖车和所述第二长管拖车的切换；

步骤s310，在没有未使用的长管拖车时，控制所述第二长管拖车提供氢气直到所述供气截止压力。

在本发明实施例中，提供了切换至少两辆长管拖车的方法，其中第二预设压力大于第一预设压力，第一预设压力大于供气截止压力。本发明实施例适用任意数量的长管拖车，即在当前长管拖车的压力等第一预设压力时，如果还有长管拖车未使用，则控制该未使用的长管拖车供气，直到第二预设压力，从而与上文相似的执行未使用的长管拖车和第二长管拖车的切换，如果长管拖车均使用过了，则继续控制当前长管拖车供气，直至供气截止压力。例如，以下提供三辆长管拖车的控制方法：

图4是本发明一实施例提供的长管拖车切换控制的示意图。图4所示，示出了长管拖车a、b和c进行切换，其中，1，长管拖车a从满压20mpa降至第一预设压力，2，切换至长管拖车b进行供氢，直至长管拖车b的压力降至第二预设压力，3，切换回长管拖车a使其供气至供气截止压力(5mpa)，4，切换长管拖车b供气，直至其压力降为第一预设压力，5，切换至长管拖车c，直至其压力降至第一预设压力，6，切换至长管b，长管拖车b使用至供气截止压力，7，切换长管拖车c供气，长管拖车c工作直至供气截止压力。以上控制流程的目的是平滑压缩机流量从而保障站内储氢补给处于较恒定的水平，尤其是避免长时间处于低压、低流量供氢时造成瓶组加注能力过渡透支、加注能力显著下降。对于更多长管拖车参与的操作，2–6步骤可以不断重复。对于三个甚至更多的长管拖车的情况，也可以类推。

以上描述的实施例中长管拖车a、b和c的压力均大于第一预设压力，如果不大于第一预设压力也同样可以按照上述方法进行控制，即直接执行第3步骤，使其供气至供气截止压力，再继续向下执行即可。

图5是本发明一实施例提供的当前加氢需求的检测方法的流程图。如图5所示，该方法包括：

步骤s51，检测预定时间内需求加氢的车辆的数量；以及

步骤s52，根据所述需求加氢的车辆的数量确定所述当前加氢需求。

如上文所述，本发明实施例通常可以使用kg/h作为当前加氢需求的单位，在本实施例中，可以使用预定时间内需求加氢的车辆的数量来预测该预定时间所在的小时内需求加氢的车辆的数量。例如，预定时间为10分钟，可以为8点-8点10分，在这10分钟内需求加氢的车辆数量为4辆，则8点-9点需求加氢的车辆的数量可以预测为24辆，而再通过乘以每辆车的标准加氢容量，就可以确定8点-9点这段时间的当前加氢需求。

另外，本发明实施例还可以通过具有前瞻式的方式检测预定时间内需求加氢的车辆的数量，即，对即将到来的需求加氢的车辆的数量进行预测，从而得到当前加氢需求，例如可以通过采集需求加氢的车辆的位置信息和行驶方向，判断需求加氢的车辆是否可能前来加氢，也可以统计需求加氢的车辆的加氢周期，从而判断需求加氢的车辆本次靠近加氢站是否以加氢为目的，以便更加精确预测即将到来的需求加氢的车辆的数量，随即得到当前加氢需求。

以下提供使用本发明的控制方法的具体实施例：

1、图6a是采用本发明的控制方法的加氢站的各数据示意图。图6b是现有技术的加氢站的各数据示意图。如图6a-6b所示，其中包括加氢站长管拖车压力、压缩机流量、瓶组压力、燃料电池大巴车加满度的变化曲线，大巴车加满度曲线中，当加满度soc为100％表示加注成功，当soc小于95％时，表明加注性能不足。

加氢站采用26m³水容积长管拖车外供氢气，初始压力20mpa，使用供气截止压力5mpa，压缩机在入口30℃、20mpa下排气量135kg/h，低、中、高压三级储氢器6、6、3m³水容积，压力等级45mpa，向储氢量25kg的燃料电池大巴车加注，设定长管拖车切换压力为8mpa，在早8点开始加氢，于高峰期11点20分、13点30分以及15点30分使用更高压力的长管拖车，在16点和17点30分等，再次切换长管拖车，可连续加满大巴车36辆。

对比例中，随意使用长管拖车，并直接使用一长管拖车提供氢气直到供气截止压力，不进行切换，于14点左右明显无法满足加注需求，只能加注25辆。

2、图7a是采用本发明的控制方法的加氢站的各数据示意图。图7b是现有技术的加氢站的各数据示意图。如图7a-7b所示，其中包括加氢站长管拖车压力、压缩机流量、瓶组压力、燃料电池大巴车加满度的变化曲线，大巴车加满度曲线中，当加满度soc为100％表示加注成功，当soc小于95％时，表明加注性能不足。

加氢站采用26m³水容积长管拖车外供氢气，初始压力20mpa，使用供气截止压力5mpa，压缩机在入口30℃、20mpa下排气量90kg/h，低、中、高压三级储氢器2.7、2.7、1.8m³水容积，压力等级45mpa，向储氢量13kg的燃料电池大巴车加注，设定长管拖车切换压力为8mpa，在早8点开始加氢，于高峰期13点使用更高压力的长管拖车，于17点再次切换长管拖车，可连续加满大巴车44辆。

对比例中，随意使用长管拖车，并直接使用一长管拖车提供氢气直到供气截止压力，不进行切换，于14点左右明显无法满足加注需求，只能加注27辆。

图8是本发明一实施例提供的加氢站的长管拖车控制装置的示意图。如图8所示，本发明实施例还提供一种加氢站的长管拖车控制装置，该加氢站包括至少一组长管车组，所述长管拖车组用于提供氢气至压缩机，每组长管车组包括至少两辆长管拖车，该装置包括：检测单元1以及处理单元2，其中，所述检测单元1用于检测当前加氢需求；以及所述处理单元2用于根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气；以及在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，其中所述第一长管拖车的压力大于所述第二长管拖车的压力，所述根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气包括：在所述当前加氢需求大于等于所述标准加氢需求时，控制所述第一长管拖车提供氢气。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，其中所述第一长管拖车的压力大于所述第二长管拖车的压力，所述根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气包括：在所述当前加氢需求小于所述标准加氢需求时，控制所述第二长管拖车提供氢气。

优选地，所述至少两辆长管拖车至少包括第一长管拖车和第二长管拖车，在控制所述至少两辆长管拖车提供氢气之前，所述检测单元1还用于：检测所述至少两辆长管拖车的压力；其中，在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车包括：控制所述第一长管拖车提供氢气；在所述第一长管拖车的压力等于所述第一预设压力时，控制所述第二长管拖车提供氢气；在所述第二长管拖车的压力等于所述第二预设压力时，控制所述第一长管拖车提供氢气；在所述第一长管拖车的压力等于所述供气截止压力时，控制所述第二长管拖车提供氢气直到所述第二长管拖车的压力等于所述第一预设压力；判断是否有未使用的长管拖车；在有未使用的长管拖车时，控制所述未使用的长管拖车提供氢气，以执行所述未使用的长管拖车和所述第二长管拖车的切换；在没有未使用的长管拖车时，控制所述第二长管拖车提供氢气直到所述供气截止压力。

优选地，所述检测当前加氢需求包括：检测预定时间内需求加氢的车辆的数量；以及根据所述需求加氢的车辆的数量确定所述当前加氢需求。

本发明实施例还提供一种加氢站，该加氢站包括上文所述的加氢站的长管拖车控制装置。

通过上述技术方案，采用本发明提供的加氢站的长管拖车控制方法、装置以及加氢站，该方法包括：检测当前加氢需求；以及根据所述当前加氢需求和标准加氢需求，控制所述至少两辆长管拖车提供氢气，并在供气压力分别为第一预设压力、第二预设压力以及供气截止压力时切换所述至少两辆长管拖车。本发明根据当前的加氢需求对提供氢气的长管拖车进行控制，可以随加氢需求变化使用适合的长管拖车，并对长管拖车进行切换，使加氢站的加注性能显著增加。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。