用于水电解系统气体纯度监测与控制的状态估计

绿色氢气通过使用可再生能源的水电解产生,被视为能源转型的基石。将可再生能源与水电解工艺耦合,然而,在低负载下可能形成爆炸性气体混合物 (氢气和氧气),这就促使研究气体纯度控制此类系统。虽然这些尝试在理论和实际研究中显示出成功,但目前仅在测量可用的地方考虑气体纯度。由于这些位置通常位于扰动来源的下游,这会造成显著延迟,并可能导致未检测到的临界条件。本文提出在测量不可用的地方使用扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 结合简单过程模型来估计和控制气体组成。该模型使用噪声驱动的气体杂质状态,因此不依赖于任何机械扰动模型。我们在仿真中显示,该简单方法在各种扰动类型下表现良好,可将潜在危险条件的时间缩短一个数量级。