本發(fā)明涉及氫燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種用于氫燃料電池的性能測(cè)試方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和清潔能源的發(fā)展，氫能作為一種高效、清潔的能源載體，在儲(chǔ)能和發(fā)電領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。氫能儲(chǔ)能電站通過電解水制氫儲(chǔ)存能量，并在需要時(shí)通過氫燃料電池將氫能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)能量的靈活調(diào)度與儲(chǔ)存。然而，氫燃料電池作為氫能儲(chǔ)能電站的核心設(shè)備，其性能直接關(guān)系到電站的整體效能。因此，對(duì)氫燃料電池進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的性能測(cè)試顯得尤為重要。然而，目前對(duì)氫燃料電池的性能測(cè)試方法還存在一些不足，如監(jiān)測(cè)精度不高、實(shí)時(shí)性差、不能全面反映燃料電池的性能狀態(tài)。

2、因此，迫切需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氫燃料電池運(yùn)行狀態(tài)和電網(wǎng)供電狀態(tài)進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)和分析的用于氫燃料電池的性能測(cè)試方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于氫燃料電池的性能測(cè)試方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，解決了現(xiàn)有的氫燃料電池的性能測(cè)試方法的監(jiān)測(cè)精度不高、實(shí)時(shí)性差、不能全面反映燃料電池的性能狀態(tài)的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種用于氫燃料電池的性能測(cè)試系統(tǒng)，包括：

4、狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊，用于根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx，并將運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx發(fā)送至異常評(píng)價(jià)模塊和性能評(píng)價(jià)模塊；還用于根據(jù)使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy，并將使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy發(fā)送至異常評(píng)價(jià)模塊和性能評(píng)價(jià)模塊；

5、所述狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊獲得運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx的具體過程如下：

6、將溫壓信息wy、速率信息sl、濃度信息nd、體差信息tc以及聲音信息sy進(jìn)行歸一化處理，并將溫壓信息wy、速率信息sl、濃度信息nd、體差信息tc以及聲音信息sy的數(shù)值按照預(yù)設(shè)的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模型進(jìn)行量化運(yùn)算，得到運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx；

7、其中，運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模型如下所示：

8、

9、式中：

10、λ為預(yù)設(shè)的誤差調(diào)節(jié)因子，取λ＝1.109；

11、π、e均為數(shù)學(xué)常數(shù)；

12、α1、α2、α3、α4以及α5分別為設(shè)定的溫壓信息wy、速率信息sl、濃度信息nd、體差信息tc以及聲音信息sy對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)權(quán)重因子，α1、α2、α3、α4以及α5滿足α3＞α1＞α2＞α5＞α4＞1.693，取α1＝3.34，α2＝2.88，α3＝4.19，α4＝1.91，α5＝2.25；

13、所述狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊獲得使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy的具體過程如下：

14、將穩(wěn)定信息wd、量差信息lc進(jìn)行歸一化處理，并將穩(wěn)定信息wd、量差信息lc的數(shù)值按照預(yù)設(shè)的使用狀態(tài)檢測(cè)模型進(jìn)行量化運(yùn)算，得到使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy；

15、其中，使用狀態(tài)檢測(cè)模型如下所示：

16、

17、式中：

18、ο為預(yù)設(shè)的誤差調(diào)節(jié)因子，取ο＝1.121；

19、e、π均為數(shù)學(xué)常數(shù)；

20、β1、β2分別為設(shè)定的穩(wěn)定信息wd、量差信息lc對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)權(quán)重因子，

21、β1、β2滿足β1＞β2＞2.335，取β1＝3.62，β2＝2.84；

22、性能評(píng)價(jià)模塊，用于根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx、使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy獲得危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj，并將危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj發(fā)送至終端預(yù)警顯示模塊；

23、終端預(yù)警顯示模塊，用于將氫燃料電池的性能測(cè)試分?jǐn)?shù)按照危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj進(jìn)行顯示。

24、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述性能評(píng)價(jià)模塊獲得危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj的具體過程如下：

25、將運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx、使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy的數(shù)值分別作為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸繪制橢圓圖形，獲取橢圓圖形的面積，并將其標(biāo)記為危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj；

26、將危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj發(fā)送至終端預(yù)警顯示模塊。

27、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的用于氫燃料電池的性能測(cè)試系統(tǒng)還包括：

28、運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊，用于獲取氫燃料電池的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并將運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊；其中，運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)包括溫壓信息wy、速率信息sl、濃度信息nd、體差信息tc以及聲音信息sy。

29、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊獲取運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的具體過程如下：

30、獲取氫燃料電池運(yùn)行過程中內(nèi)部的實(shí)時(shí)溫度和實(shí)時(shí)壓力，并將其分別標(biāo)記為內(nèi)溫值nw和內(nèi)壓值ny，將內(nèi)溫值nw和內(nèi)壓值ny進(jìn)行量化處理，令內(nèi)溫值nw和內(nèi)壓值ny的數(shù)值分別乘以其對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)，獲得兩者的和，并將其標(biāo)記為溫壓信息wy；其中，內(nèi)溫值nw和內(nèi)壓值ny對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)分別為n1、n2，且n1、n2滿足n1+n2＝1，0＜n2＜n1＜1，取n1＝0.57，n2＝0.43；

31、獲取氫燃料電池運(yùn)行過程中單位時(shí)間內(nèi)的若干個(gè)氫燃料實(shí)時(shí)輸入速率，獲得氫燃料實(shí)時(shí)輸入速率和預(yù)設(shè)輸入速率兩者之間的差值，并將其標(biāo)記為速率值sl，獲取所有的速率值sl的平均值和最大值，并將其分別標(biāo)記為均速值js和最速值z(mì)s，將均速值js和最速值z(mì)s進(jìn)行量化處理，令均速值js和最速值z(mì)s的數(shù)值分別乘以其對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)，獲得兩者的和，并將其標(biāo)記為速率信息sl；其中，均速值js和最速值z(mì)s對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)分別為s1、s2，且s1、s2滿足s1+s2＝1，0＜s2＜s1＜1，取s1＝0.81，s2＝0.19；

32、獲取氫燃料電池運(yùn)行過程中外表面處的氫氣濃度和水汽濃度，并將其分別標(biāo)記為氫濃值qn和水濃值sn，將氫濃值qn和水濃值sn進(jìn)行量化處理，令氫濃值qn和水濃值sn的數(shù)值分別乘以其對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)，獲得兩者的和，并將其標(biāo)記為濃度子值，獲取氫濃值qn和水濃值sn對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)的兩者乘積，并將其標(biāo)記為濃度母值，獲得濃度子值、濃度母值兩者的比值，并將其標(biāo)記為濃度信息nd；其中，氫濃值qn和水濃值sn對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)分別為d1、d2，且d1、d2滿足d1+d2＝1，0＜d2＜d1＜1，取d1＝0.53，d2＝0.47；

33、獲取氫燃料電池首次運(yùn)行時(shí)的體積和當(dāng)前時(shí)刻的體積，獲得兩者之間的差值，并將其標(biāo)記為體差信息tc；

34、獲取氫燃料電池運(yùn)行過程中單位時(shí)間內(nèi)噪音的平均聲音強(qiáng)度，并將其標(biāo)記為聲音信息sy；

35、將溫壓信息wy、速率信息sl、濃度信息nd、體差信息tc以及聲音信息sy發(fā)送至狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊。

36、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的用于氫燃料電池的性能測(cè)試系統(tǒng)還包括：

37、使用狀態(tài)檢測(cè)模塊，用于獲取氫燃料電池的使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并將使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊；其中，使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)包括穩(wěn)定信息wd、量差信息lc。

38、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述使用狀態(tài)檢測(cè)模塊獲取使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的具體過程如下：

39、獲取氫燃料電池對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行供電的過程中單位時(shí)間內(nèi)的若干個(gè)實(shí)時(shí)電壓，并將其標(biāo)記為電壓值dy，獲取最大的電壓值dy和最小的電壓值dy兩者之間的差值，并將其標(biāo)記為電壓差值yc，獲取氫燃料電池對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行供電的過程中單位時(shí)間內(nèi)的若干個(gè)實(shí)時(shí)電流，并將其標(biāo)記為電流值dl，獲取最大的電流值dl和最小的電流值dl兩者之間的差值，并將其標(biāo)記為電流差值lc，將電壓差值yc、電流差值lc進(jìn)行量化處理，令電壓差值yc、電流差值lc的數(shù)值分別乘以其對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)，獲得兩者的和，并將其標(biāo)記為穩(wěn)定信息wd；其中，電壓差值yc、電流差值lc對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)比例系數(shù)分別為w1、w2，且w1、w2滿足w1+w2＝1，0＜w2＜w1＜1，取w1＝0.59，w2＝0.41；

40、獲取氫燃料電池對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行供電的過程中消耗的氫燃料質(zhì)量＝預(yù)設(shè)的氫燃料質(zhì)量時(shí)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行供電的總電量，并將其標(biāo)記為供電值gd，獲取供電值gd與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)供電值兩者之間的差值，并將其標(biāo)記為量差信息lc；

41、將穩(wěn)定信息wd、量差信息lc發(fā)送至狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊。

42、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的用于氫燃料電池的性能測(cè)試系統(tǒng)還包括：

43、異常評(píng)價(jià)模塊，用于根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx生成運(yùn)行異常指令，并將運(yùn)行異常指令發(fā)送至終端預(yù)警顯示模塊；還用于根據(jù)使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy生成使用異常指令，并將使用異常指令發(fā)送至終端預(yù)警顯示模塊。

44、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述終端預(yù)警顯示模塊還用于接收到運(yùn)行異常指令后響起運(yùn)行異常鈴聲，接收到使用異常指令后響起使用異常鈴聲。

45、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：一種用于氫燃料電池的性能測(cè)試方法，包括以下步驟：

46、步驟一：運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)模塊獲取氫燃料電池的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中，運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)包括溫壓信息wy、速率信息sl、濃度信息nd、體差信息tc以及聲音信息sy，并將運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊；

47、步驟二：狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx，并將運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx發(fā)送至異常評(píng)價(jià)模塊和性能評(píng)價(jià)模塊；

48、步驟三：異常評(píng)價(jià)模塊根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx生成運(yùn)行異常指令，并將運(yùn)行異常指令發(fā)送至終端預(yù)警顯示模塊；

49、步驟四：終端預(yù)警顯示模塊接收到運(yùn)行異常指令后響起運(yùn)行異常鈴聲；

50、步驟五：使用狀態(tài)檢測(cè)模塊獲取氫燃料電池的使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中，使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)包括穩(wěn)定信息wd、量差信息lc，并將使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊；

51、步驟六：狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy，并將使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy發(fā)送至異常評(píng)價(jià)模塊和性能評(píng)價(jià)模塊；

52、步驟七：異常評(píng)價(jià)模塊根據(jù)使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy生成使用異常指令，并將使用異常指令發(fā)送至終端預(yù)警顯示模塊；

53、步驟八：終端預(yù)警顯示模塊接收到使用異常指令后響起使用異常鈴聲；

54、步驟九：性能評(píng)價(jià)模塊根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)yx、使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)sy獲得危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj，并將危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj發(fā)送至終端預(yù)警顯示模塊；

55、步驟十：終端預(yù)警顯示模塊將氫燃料電池的性能測(cè)試分?jǐn)?shù)按照危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)pj進(jìn)行顯示。

56、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的用于氫燃料電池的性能測(cè)試方法。

57、本發(fā)明的有益效果：

58、本發(fā)明的一種用于氫燃料電池的性能測(cè)試方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，首先對(duì)氫燃料電池的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲取運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，之后利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)能夠綜合衡量氫燃料電池運(yùn)行狀態(tài)異常程度，且運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)越大表示異常程度越高，導(dǎo)致氫燃料電池的性能越差，之后對(duì)氫燃料電池對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行輸出特性進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲取使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，之后利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)根據(jù)使用狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得的使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)能夠綜合衡量氫燃料電池輸出狀態(tài)異常程度，且使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)越大表示異常程度越高，導(dǎo)致氫燃料電池的性能越差，最終根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)、使用狀態(tài)檢測(cè)系數(shù)獲得的危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)能夠?qū)淙剂想姵氐男阅苓M(jìn)行評(píng)價(jià)，且危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)越大表示氫燃料電池的性能越差，危險(xiǎn)程度越高；

59、本發(fā)明的一種用于氫燃料電池的性能測(cè)試方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫燃料電池的各項(xiàng)關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的運(yùn)行問題，預(yù)防故障發(fā)生，從而顯著提升氫能儲(chǔ)能電站的運(yùn)行效率和安全性，還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)氫燃料電池的輸出狀態(tài)參數(shù)，能夠確保氫能儲(chǔ)能電站在涉網(wǎng)環(huán)境下對(duì)電網(wǎng)的供電質(zhì)量與穩(wěn)定性，通過使用性能優(yōu)良的氫燃料電池，能夠改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，降低了運(yùn)維成本，為電網(wǎng)提供了強(qiáng)有力的支撐，增強(qiáng)了電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性和可靠性，促進(jìn)氫能儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)、交通運(yùn)輸、工業(yè)應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用與推廣。