本技術(shù)涉及生產(chǎn)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電解水槽的溫度控制管理方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在電解制氫領(lǐng)域中，需要精確地控制多個(gè)參數(shù)，尤其是溫度，以實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)行和安全的操作，在電解水槽中，電解質(zhì)溶液被置于兩個(gè)電極之間，當(dāng)外加直流電通過電解質(zhì)時(shí)，水分子在陽(yáng)極分解產(chǎn)生氧氣，而在陰極則分解產(chǎn)生氫氣，這一過程在一定的溫度下進(jìn)行，適當(dāng)?shù)臏囟炔粌H可以提高電解效率，減少能耗，還能影響產(chǎn)物氣體的純度和產(chǎn)率，并且對(duì)設(shè)備壽命至關(guān)重要，但若是溫度控制不當(dāng)可能導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)，如過熱引發(fā)的事故。通?？刂茰囟鹊倪^程，可以通過加熱或冷卻電解質(zhì)來維持電解槽內(nèi)溫度在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，調(diào)整電流密度和調(diào)整外加電壓也可間接影響溫度。

2、但是溫度控制在實(shí)踐中，技術(shù)人員往往需要通過反復(fù)試驗(yàn)來找到最佳的操作參數(shù)。這一過程不僅消耗大量的時(shí)間和資源，而且還可能帶來安全隱患，例如過熱導(dǎo)致的壓力增加或設(shè)備故障，溫度控制的復(fù)雜性在于溫度受到多種因素的影響，包括電流密度、電壓、電解質(zhì)成分和流速等，因此找到最佳的操作條件并不容易，此外，目前的技術(shù)手段不足以精確地控制溫度，特別是對(duì)于復(fù)雜的工業(yè)規(guī)模的電解槽，操作人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平對(duì)溫度控制效果有著顯著的影響，不恰當(dāng)?shù)臏囟瓤刂瓶赡軐?dǎo)致設(shè)備過熱、壓力異常增加等安全問題，甚至發(fā)生爆炸等嚴(yán)重事故

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種電解水槽的溫度控制管理方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，以解決上述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供了一種電解水槽的溫度控制管理方法，所述電解水槽的溫度控制管理方法包括以下步驟：獲取待仿真電解槽對(duì)應(yīng)的電解槽仿真指標(biāo)，所述電解槽仿真指標(biāo)至少包括電解槽內(nèi)部不同位置的溫度分布；根據(jù)所述電解槽仿真指標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立，得到電解槽仿真模型；通過所述電解槽仿真模型對(duì)所述待仿真電解槽進(jìn)行分析評(píng)估，以得到所述待仿真電解槽的溫度優(yōu)化參數(shù)；基于所述溫度優(yōu)化參數(shù)，調(diào)節(jié)所述待仿真電解槽的溫度。

3、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，得到電解槽仿真模型之后，所述電解水槽的溫度控制管理方法還包括：設(shè)置初始電解槽仿真模型的仿真收斂條件，所述仿真收斂條件包括仿真結(jié)果與預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)之間的誤差，所述預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)是以相同電解條件進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)得到的電解槽內(nèi)部不同位置的溫度分布測(cè)試數(shù)據(jù)。

4、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過所述電解槽仿真模型，對(duì)所述電解水槽進(jìn)行分析評(píng)估包括：以仿真結(jié)果與預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)之間的誤差最小化為上層模型的優(yōu)化目標(biāo)建立上層模型，以仿真模型調(diào)節(jié)變量的變化量最小化為下層模型的優(yōu)化目標(biāo)建立下層模型，所述仿真模型調(diào)節(jié)變量包括電解電壓、電流密度和電解質(zhì)溶液溫度中的至少一種；根據(jù)所述上層模型和所述下層模型構(gòu)建針對(duì)所述初始電解槽仿真模型的雙層優(yōu)化模型；運(yùn)行所述電解槽仿真模型，得到仿真測(cè)試數(shù)據(jù)；根據(jù)預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)和所述仿真測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)所述雙層優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到所述電解水槽的溫度優(yōu)化參數(shù)。

5、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，以仿真結(jié)果與預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)之間的誤差最小化為上層模型的優(yōu)化目標(biāo)建立上層模型包括：將電解電壓、電流密度和電解質(zhì)溶液溫度中的至少一種作為粒子群優(yōu)化算法的粒子位置，將仿真結(jié)果與預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)之間的誤差作為粒子群優(yōu)化算法的粒子適應(yīng)值；基于所述粒子位置和粒子適應(yīng)值根據(jù)粒子群優(yōu)化算法建立雙層優(yōu)化模型的上層模型。

6、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，以仿真模型調(diào)節(jié)變量的變化量最小化為下層模型的優(yōu)化目標(biāo)建立下層模型包括：將所述電解電壓、電流密度和電解質(zhì)溶液溫度中至少一個(gè)確定為種群個(gè)體，將最小化調(diào)節(jié)變量的變化量作為遺傳優(yōu)化適應(yīng)值；根據(jù)所述種群個(gè)體和遺傳優(yōu)化適應(yīng)值基于遺傳算法構(gòu)建所述下層模型。

7、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)和所述仿真測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)所述雙層優(yōu)化模型進(jìn)行求解包括：基于所述仿真測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)所述上層模型初始化粒子的位置和速度，得到當(dāng)前粒子狀態(tài)；調(diào)用所述下層模型，基于所述上層模型中當(dāng)前粒子狀態(tài)設(shè)置預(yù)設(shè)數(shù)目的種群個(gè)體，并進(jìn)行遺傳算法求解，得到上層模型中當(dāng)前粒子狀態(tài)對(duì)應(yīng)的最小調(diào)節(jié)變量的變化量；所述上層模型根據(jù)所述最小調(diào)節(jié)變量的變化量和當(dāng)前粒子狀態(tài)進(jìn)行仿真，得到當(dāng)前仿真結(jié)果，并計(jì)算當(dāng)前仿真結(jié)果與預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)之間的誤差；將所述當(dāng)前仿真結(jié)果與預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)之間的誤差作為當(dāng)前粒子信息的適應(yīng)值，并根據(jù)所述適應(yīng)值對(duì)粒子的最佳位置和粒子群的全局最佳位置進(jìn)行更新；基于雙層模型算法進(jìn)行迭代處理，直到達(dá)到最大預(yù)設(shè)迭代次數(shù)或滿足預(yù)設(shè)迭代收斂條件時(shí)結(jié)束迭代，得到仿真結(jié)果與預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)之間的最小誤差，以及對(duì)應(yīng)的最小調(diào)節(jié)變量的變化量；將所述仿真結(jié)果與預(yù)設(shè)測(cè)試數(shù)據(jù)之間的最小誤差，以及最小調(diào)節(jié)變量的變化量確定為待仿真電解槽的溫度優(yōu)化參數(shù)并輸出。

8、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)所述電解槽仿真指標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立，得到電解槽仿真模型包括：獲取待仿真電解槽的物理屬性參數(shù)和仿真過程條件信息；根據(jù)所述物理屬性參數(shù)構(gòu)建所述待仿真電解槽的三維數(shù)模；在所述三維數(shù)模中的電解發(fā)生區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并根據(jù)所述仿真過程條件信息進(jìn)行仿真過程邊界條件設(shè)置，得到初始仿真模型；基于預(yù)設(shè)溫度計(jì)算函數(shù)對(duì)所述初始仿真模型進(jìn)行配置，得到電解槽仿真模型。

9、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電解水槽的溫度控制管理系統(tǒng)，所述電解水槽的溫度控制管理系統(tǒng)包括：仿真信息獲取模塊，用于獲取待仿真電解槽對(duì)應(yīng)的電解槽仿真指標(biāo)，所述電解槽仿真指標(biāo)至少包括電解槽內(nèi)部不同位置的溫度分布；仿真模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述電解槽仿真指標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立，得到電解槽仿真模型；模型運(yùn)行及優(yōu)化模塊，用于通過所述電解槽仿真模型對(duì)所述待仿真電解槽進(jìn)行分析評(píng)估，以得到所述待仿真電解槽的溫度優(yōu)化參數(shù)；電解槽參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，用于基于所述溫度優(yōu)化參數(shù)，調(diào)節(jié)所述待仿真電解槽的溫度。

10、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的電解水槽的溫度控制管理方法。

11、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀指令被計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的電解水槽的溫度控制管理方法。

12、本發(fā)明提供的一種電解水槽的溫度控制管理方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，通過獲取待仿真電解槽對(duì)應(yīng)的電解槽仿真指標(biāo)，根據(jù)電解槽仿真指標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立，得到電解槽仿真模型，通過電解槽仿真模型對(duì)待仿真電解槽進(jìn)行分析評(píng)估，以得到待仿真電解槽的溫度優(yōu)化參數(shù)，基于溫度優(yōu)化參數(shù)，調(diào)節(jié)待仿真電解槽的溫度；本方法通過獲取待仿真電解槽的相關(guān)參數(shù)和仿真指標(biāo)進(jìn)行待仿真電解槽的數(shù)字仿真，實(shí)現(xiàn)基于仿真電解槽進(jìn)行溫度分布的仿真目標(biāo)，并通過對(duì)電解槽仿真模型進(jìn)行分析評(píng)估進(jìn)行仿真模型的優(yōu)化和實(shí)際仿真，最終得到溫度優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行電解槽的溫度調(diào)節(jié)，量化地實(shí)現(xiàn)電解槽過程的溫度控制，確保了整個(gè)過程的安全、高效運(yùn)行，并提高了生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。

13、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術(shù)。