本技術(shù)涉及氣體燃料壓縮，特別是涉及一種氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)、方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、氣體燃料是能產(chǎn)生熱能或動(dòng)力的氣態(tài)可燃物質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的燃料。氣體燃料可直接用作內(nèi)燃機(jī)等的燃料。汽車(chē)廣泛使用的氣體燃料有液態(tài)氣體燃料(如lpg(液化石油氣)、lng(液化天然氣)等)和氣態(tài)氣體燃料(如氫氣、cng(壓縮天然氣))。

2、目前，氫氣、cng等氣態(tài)氣體燃料加氣站中，通常需要將供氣設(shè)施(如長(zhǎng)管拖車(chē))中的氣體燃料經(jīng)過(guò)氣體燃料壓縮系統(tǒng)壓縮后存儲(chǔ)至儲(chǔ)氣設(shè)施。

3、如圖1所示，為現(xiàn)有的氣體燃料壓縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中，10為一級(jí)壓縮缸，20為二級(jí)壓縮缸(目前也有些氣體燃料壓縮系統(tǒng)使用三級(jí)或三級(jí)以上壓縮缸)，30為液壓驅(qū)動(dòng)單元，40、50分別為液壓驅(qū)動(dòng)單元向各級(jí)壓縮缸油側(cè)的注油管路、回油管路。

4、各級(jí)壓縮缸之間在液壓油路上為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，各級(jí)壓縮缸在氣路上為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，且前一級(jí)壓縮缸的排氣口通過(guò)通氣管路與下一級(jí)壓縮缸的排氣口連接，該通氣管路上設(shè)置單向閥，從而使得各級(jí)壓縮缸均可直接對(duì)儲(chǔ)氣設(shè)施排氣實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)氣設(shè)施的充裝。

5、液壓驅(qū)動(dòng)單元采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)增壓泵的方式給各級(jí)壓縮缸提供液壓油，提供的液壓油排量可為固定排量和可變排量。

6、采用固定排量時(shí)，增壓泵采用定量泵，成本較低，維護(hù)簡(jiǎn)單；電動(dòng)機(jī)采用定頻電機(jī)，在電動(dòng)機(jī)控制上采用星-三角啟動(dòng)或軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方式，成本較低，控制簡(jiǎn)單穩(wěn)定。

7、采用可變排量時(shí)，一種方案為增壓泵采用變量泵，成本較高，維護(hù)困難，電動(dòng)機(jī)采用定頻電機(jī)，在電動(dòng)機(jī)控制上采用星-三角啟動(dòng)或軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方式，成本較低，控制簡(jiǎn)單穩(wěn)定；另一種方案為增壓泵采用定量泵，成本較低，維護(hù)簡(jiǎn)單，但電動(dòng)機(jī)采用變頻電機(jī)，在電動(dòng)機(jī)控制上采用變頻器控制，成本較高，控制復(fù)雜。

8、由于壓縮缸一旦確定，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、排量、壓縮比等也固定下來(lái)，單次往復(fù)壓縮時(shí)其排氣量也固定，因此，液壓驅(qū)動(dòng)單元采用固定排量時(shí)，壓縮缸換向頻率(每分鐘壓縮缸往復(fù)壓縮次數(shù))和壓縮系統(tǒng)排氣量均固定；而液壓驅(qū)動(dòng)單元采用可變排量時(shí)，換向頻率可以采用增壓泵變量或變頻器變頻改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式改變向壓縮缸油側(cè)液壓油的注油量，從而改變換向頻率，進(jìn)而改變壓縮缸排氣量，但如果要提高額定排氣量，其向上可調(diào)范圍往往也比較小。

9、綜上所述，圖1所示的現(xiàn)有氣體燃料壓縮系統(tǒng)方案的缺點(diǎn)為：

10、液壓驅(qū)動(dòng)單元采用可變排量方案時(shí)，成本較高、維護(hù)困難、控制復(fù)雜；液壓驅(qū)動(dòng)單元采用固定排量方案時(shí)，雖然成本較低、維護(hù)簡(jiǎn)單、控制簡(jiǎn)單穩(wěn)定，但是整個(gè)壓縮系統(tǒng)的輸出排氣量也因此固定，不利于增效降耗。

11、另外，當(dāng)液壓驅(qū)動(dòng)單元采用固定排量方案時(shí)，在圖1所示的現(xiàn)有氣體燃料壓縮系統(tǒng)方案中，在系統(tǒng)工作的過(guò)程中，各級(jí)壓縮缸均同時(shí)工作，對(duì)長(zhǎng)管拖車(chē)輸送過(guò)來(lái)的氣體進(jìn)行多級(jí)壓縮。然而，長(zhǎng)管拖車(chē)輸送過(guò)來(lái)的氣體的壓力輸氣壓力在長(zhǎng)管拖車(chē)滿(mǎn)載的初始輸氣階段，所述輸氣壓力會(huì)比較高，通過(guò)一級(jí)壓縮缸或前幾級(jí)的壓縮缸壓縮后往往就能夠達(dá)到儲(chǔ)氣設(shè)施的充氣壓力，該初始輸氣階段中，末級(jí)的壓縮缸在液壓油油壓的作用下雖然也在工作，但是倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的排氣口壓力由于已經(jīng)能夠達(dá)到儲(chǔ)氣設(shè)施的充氣壓力，倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸對(duì)氣體壓縮后就直接通過(guò)其排氣口與末級(jí)壓縮缸的排氣口連接的通氣管路給儲(chǔ)氣設(shè)施充氣。此時(shí)，末級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣口壓力(即倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的排氣口壓力)與其排氣口壓力相等或基本相等，即末級(jí)壓縮缸實(shí)際并沒(méi)有對(duì)氣體起到壓縮作用，即末級(jí)壓縮缸并不做功，反而其活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)需要還克服活塞與缸體的摩擦而消耗液壓油傳遞的能量，從而使液壓驅(qū)動(dòng)單元增加無(wú)用的能量損耗，也降低了末級(jí)的壓縮缸之前各級(jí)壓縮缸的工作效率，進(jìn)而降低了壓縮系統(tǒng)整體的壓縮效率。

12、因此，氣體燃料壓縮系統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)單元在采用低成本的固定排量方案時(shí)，如何提高氣體燃料壓縮系統(tǒng)的壓縮效率，是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供一種氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)、方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠有效提高固定排量的氣體燃料壓縮系統(tǒng)的壓縮效率。

2、本技術(shù)的第一個(gè)目的為提供一種氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)。

3、本技術(shù)的上述申請(qǐng)目的一是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

4、一種氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)，應(yīng)用于氣體燃料壓縮系統(tǒng)，所述壓縮系統(tǒng)用于通過(guò)多級(jí)壓縮缸在固定排量的液壓驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)下將供氣設(shè)施輸出的氣體燃料壓縮后存儲(chǔ)至儲(chǔ)氣設(shè)施中，所述多級(jí)壓縮缸包括從一級(jí)到末級(jí)依次串聯(lián)的多個(gè)壓縮缸，

5、所述壓縮控制系統(tǒng)包括供油控制閥、傳感器單元和控制器，所述傳感器單元的信號(hào)輸出端與所述控制器的信號(hào)輸入端連接，其中，

6、所述供油控制閥，其用于根據(jù)所述控制器輸出的控制指令控制末級(jí)壓縮缸的油路的通斷；

7、所述傳感器單元，其用于實(shí)時(shí)采集所述壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號(hào)；

8、所述控制器，其用于根據(jù)所述工作狀態(tài)信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)的控制指令，以便基于所述控制指令控制所述供油控制閥的開(kāi)閉狀態(tài)，使所述末級(jí)壓縮缸投入壓縮工作或退出壓縮工作。

9、優(yōu)選地，所述工作狀態(tài)信號(hào)包括進(jìn)氣壓力p進(jìn)和儲(chǔ)氣設(shè)施壓力p儲(chǔ)氣，

10、其中，所述進(jìn)氣壓力p進(jìn)為倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣側(cè)實(shí)時(shí)氣壓，所述儲(chǔ)氣設(shè)施壓力p儲(chǔ)氣為當(dāng)前充氣的儲(chǔ)氣設(shè)施的實(shí)時(shí)氣壓；

11、相應(yīng)地，

12、所述傳感器單元包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣壓力p進(jìn)的進(jìn)氣壓力傳感器和用于檢測(cè)所述儲(chǔ)氣設(shè)施壓力p儲(chǔ)氣的儲(chǔ)氣壓力傳感器，

13、所述進(jìn)氣壓力傳感器設(shè)置于所述倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的進(jìn)氣側(cè)，所述進(jìn)氣壓力傳感器的信號(hào)輸出端與控制器的第一信號(hào)輸入端連接，

14、所述儲(chǔ)氣壓力傳感器設(shè)置于所述儲(chǔ)氣設(shè)施上，所述儲(chǔ)氣壓力傳感器的信號(hào)輸出端與所述控制器的第二信號(hào)輸入端連接。

15、優(yōu)選地，所述控制器執(zhí)行根據(jù)所述工作狀態(tài)信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)的控制指令時(shí)具體用于：

16、判斷所述進(jìn)氣壓力p進(jìn)和儲(chǔ)氣設(shè)施壓力p儲(chǔ)氣是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)開(kāi)閥條件，

17、若滿(mǎn)足，則輸出第一控制指令，以便基于所述第一控制指令控制所述供油控制閥打開(kāi)，接通所述末級(jí)壓縮缸的油路，使所述末級(jí)壓縮缸投入壓縮工作；

18、若不滿(mǎn)足，則輸出第二控制指令，以便基于所述第二控制指令控制所述供油控制閥關(guān)閉，斷開(kāi)所述末級(jí)壓縮缸的油路，使所述末級(jí)壓縮缸退出壓縮工作。

19、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)開(kāi)閥條件如下：

20、p排max≤p儲(chǔ)氣

21、其中，p排max表示倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的排氣側(cè)氣壓能夠達(dá)到的最大排氣壓力，且p排max滿(mǎn)足如下條件：

22、p排max＝(p油max－p油損)×s油/s氣+p進(jìn)

23、其中，p油max表示液壓驅(qū)動(dòng)單元向多級(jí)壓縮缸供油的最大供油壓力，p油損表示壓縮缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，多級(jí)壓縮缸中的所有壓縮缸的活塞與缸筒內(nèi)壁之間的摩擦力和克服壓縮缸桿自重產(chǎn)生的摩擦損耗所產(chǎn)生的液壓油油壓損失壓力，s油表示倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的活塞油側(cè)工作面的表面積，s氣表示倒數(shù)第二級(jí)壓縮缸的活塞氣側(cè)工作面的表面積。

24、優(yōu)選地，所述供油控制閥為手動(dòng)閥或電控閥，當(dāng)所述供油控制閥為電控閥時(shí)，所述供油控制閥的信號(hào)輸入端與所述控制器的信號(hào)輸出端連接。

25、優(yōu)選地，所述供油控制閥包括用于控制所述末級(jí)壓縮缸的注油口/回油口通斷的第一控制閥和/或用于控制所述末級(jí)壓縮缸的回油口/注油口通斷的第二控制閥。

26、本技術(shù)的第二個(gè)目的為提供一種氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)的控制方法。

27、本技術(shù)的上述申請(qǐng)目的二是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

28、一種上述申請(qǐng)目的一任一項(xiàng)所述的氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

29、s1，在所述壓縮系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，控制所述供油控制閥打開(kāi)；

30、s2，獲取所述傳感器單元實(shí)時(shí)采集的所述壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號(hào)；

31、s3，根據(jù)所述工作狀態(tài)信號(hào)判斷當(dāng)前是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)開(kāi)閥條件，若是，則執(zhí)行s4，若否，則執(zhí)行s5；

32、s4，控制所述供油控制閥保持打開(kāi)狀態(tài)，以使所述末級(jí)壓縮缸投入壓縮工作；

33、s5，控制所述供油控制閥關(guān)閉，以使所述末級(jí)壓縮缸退出壓縮工作。

34、本技術(shù)的第三個(gè)目的為提供一種氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)的控制裝置。

35、本技術(shù)的上述申請(qǐng)目的三是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

36、一種上述申請(qǐng)目的一任一項(xiàng)所述的氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)的控制裝置，包括：

37、第一控制模塊，用于在所述壓縮系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，控制所述供油控制閥打開(kāi)；

38、信號(hào)獲取模塊，用于獲取所述傳感器單元實(shí)時(shí)采集的所述壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號(hào)；

39、判斷模塊，用于根據(jù)所述工作狀態(tài)信號(hào)判斷當(dāng)前是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)開(kāi)閥條件；

40、第二控制模塊，用于在當(dāng)前滿(mǎn)足預(yù)設(shè)開(kāi)閥條件時(shí)，控制所述供油控制閥保持打開(kāi)狀態(tài)，以使所述末級(jí)壓縮缸投入壓縮工作；

41、第三控制模塊，用于在當(dāng)前不滿(mǎn)足預(yù)設(shè)開(kāi)閥條件時(shí)，控制所述供油控制閥關(guān)閉，以使所述末級(jí)壓縮缸退出壓縮工作。

42、本技術(shù)的第四個(gè)目的為提供一種電子設(shè)備。

43、本技術(shù)的上述申請(qǐng)目的四是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

44、一種電子設(shè)備，包括：

45、存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述本技術(shù)的第二個(gè)目的所述的氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)的控制方法的步驟。

46、本技術(shù)的第五個(gè)目的為提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

47、本技術(shù)的上述申請(qǐng)目的五是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

48、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)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)上述本技術(shù)的第二個(gè)目所述的氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)的控制方法的步驟。

49、綜上所述，本技術(shù)公開(kāi)了一種氣體燃料壓縮控制系統(tǒng)、方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)設(shè)置供油控制閥來(lái)根據(jù)控制器輸出的控制指令控制末級(jí)壓縮缸的油路的通斷，通過(guò)傳感器單元實(shí)時(shí)采集所述壓縮系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號(hào)，并通過(guò)控制器根據(jù)傳感器單元采集的工作狀態(tài)信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)的控制指令，以便基于控制指令控制供油控制閥的開(kāi)閉狀態(tài)，使末級(jí)壓縮缸投入壓縮工作或退出壓縮工作，從而在供氣設(shè)施內(nèi)的氣壓較低，通過(guò)末級(jí)壓縮缸之前的各級(jí)壓縮缸壓縮無(wú)法達(dá)到儲(chǔ)氣設(shè)施的充氣壓力時(shí)，使末級(jí)壓縮缸投入壓縮工作，而當(dāng)供氣設(shè)施內(nèi)的氣壓較高，通過(guò)末級(jí)壓縮缸之前的各級(jí)壓縮缸壓縮就能達(dá)到儲(chǔ)氣設(shè)施的充氣壓力時(shí)，使末級(jí)壓縮缸退出壓縮工作，使得在無(wú)需增加液壓油排量的情況下，壓縮系統(tǒng)整體壓縮效率提高，排氣量增加，用電量不變，降低了比能耗，從而降低了加氣站的運(yùn)營(yíng)成本，也節(jié)約了電能。