本技術涉及生產控制領域，尤其涉及一種電解水槽的溫度控制管理方法、系統(tǒng)、設備及介質。

背景技術：

1、在電解制氫領域中，需要精確地控制多個參數，尤其是溫度，以實現(xiàn)高效的運行和安全的操作，在電解水槽中，電解質溶液被置于兩個電極之間，當外加直流電通過電解質時，水分子在陽極分解產生氧氣，而在陰極則分解產生氫氣，這一過程在一定的溫度下進行，適當的溫度不僅可以提高電解效率，減少能耗，還能影響產物氣體的純度和產率，并且對設備壽命至關重要，但若是溫度控制不當可能導致安全風險，如過熱引發(fā)的事故。通常控制溫度的過程，可以通過加熱或冷卻電解質來維持電解槽內溫度在一個穩(wěn)定的范圍內，調整電流密度和調整外加電壓也可間接影響溫度。

2、但是溫度控制在實踐中，技術人員往往需要通過反復試驗來找到最佳的操作參數。這一過程不僅消耗大量的時間和資源，而且還可能帶來安全隱患，例如過熱導致的壓力增加或設備故障，溫度控制的復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，目前的技術手段不足以精確地控制溫度，特別是對于復雜的工業(yè)規(guī)模的電解槽，操作人員的經驗和技術水平對溫度控制效果有著顯著的影響，不恰當的溫度控制可能導致設備過熱、壓力異常增加等安全問題，甚至發(fā)生爆炸等嚴重事故

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實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)、設備及介質，以解決上述技術問題。

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應的電解槽仿真指標，所述電解槽仿真指標至少包括電解槽內部不同位置的溫度分布；根據所述電解槽仿真指標進行數學模型建立，得到電解槽仿真模型；通過所述電解槽仿真模型對所述待仿真電解槽進行分析評估，以得到所述待仿真電解槽的溫度優(yōu)化參數；基于所述溫度優(yōu)化參數，調節(jié)所述待仿真電解槽的溫度。

3、于本發(fā)明的一實施例中，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果與預設測試數據之間的誤差，所述預設測試數據是以相同電解條件進行電解實驗得到的電解槽內部不同位置的溫度分布測試數據。

4、于本發(fā)明的一實施例中，通過所述電解槽仿真模型，對所述電解水槽進行分析評估包括：以仿真結果與預設測試數據之間的誤差最小化為上層模型的優(yōu)化目標建立上層模型，以仿真模型調節(jié)變量的變化量最小化為下層模型的優(yōu)化目標建立下層模型，所述仿真模型調節(jié)變量包括電解電壓、電流密度和電解質溶液溫度中的至少一種；根據所述上層模型和所述下層模型構建針對所述初始電解槽仿真模型的雙層優(yōu)化模型；運行所述電解槽仿真模型，得到仿真測試數據；根據預設測試數據和所述仿真測試數據對所述雙層優(yōu)化模型進行求解，得到所述電解水槽的溫度優(yōu)化參數。

5、于本發(fā)明的一實施例中，以仿真結果與預設測試數據之間的誤差最小化為上層模型的優(yōu)化目標建立上層模型包括：將電解電壓、電流密度和電解質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，將仿真結果與預設測試數據之間的誤差作為粒子群優(yōu)化算法的粒子適應值；基于所述粒子位置和粒子適應值根據粒子群優(yōu)化算法建立雙層優(yōu)化模型的上層模型。

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

7、于本發(fā)明的一實施例中，根據預設測試數據和所述仿真測試數據對所述雙層優(yōu)化模型進行求解包括：基于所述仿真測試數據對所述上層模型初始化粒子的位置和速度，得到當前粒子狀態(tài)；調用所述下層模型，基于所述上層模型中當前粒子狀態(tài)設置預設數目的種群個體，并進行遺傳算法求解，得到上層模型中當前粒子狀態(tài)對應的最小調節(jié)變量的變化量；所述上層模型根據所述最小調節(jié)變量的變化量和當前粒子狀態(tài)進行仿真，得到當前仿真結果，并計算當前仿真結果與預設測試數據之間的誤差；將所述當前仿真結果與預設測試數據之間的誤差作為當前粒子信息的適應值，并根據所述適應值對粒子的最佳位置和粒子群的全局最佳位置進行更新；基于雙層模型算法進行迭代處理，直到達到最大預設迭代次數或滿足預設迭代收斂條件時結束迭代，得到仿真結果與預設測試數據之間的最小誤差，以及對應的最小調節(jié)變量的變化量；將所述仿真結果與預設測試數據之間的最小誤差，以及最小調節(jié)變量的變化量確定為待仿真電解槽的溫度優(yōu)化參數并輸出。

8、于本發(fā)明的一實施例中，根據所述電解槽仿真指標進行數學模型建立，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和仿真過程條件信息；根據所述物理屬性參數構建所述待仿真電解槽的三維數模；在所述三維數模中的電解發(fā)生區(qū)域進行網格劃分，并根據所述仿真過程條件信息進行仿真過程邊界條件設置，得到初始仿真模型；基于預設溫度計算函數對所述初始仿真模型進行配置，得到電解槽仿真模型。

9、本發(fā)明實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應的電解槽仿真指標，所述電解槽仿真指標至少包括電解槽內部不同位置的溫度分布；仿真模型構建模塊，用于根據所述電解槽仿真指標進行數學模型建立，得到電解槽仿真模型；模型運行及優(yōu)化模塊，用于通過所述電解槽仿真模型對所述待仿真電解槽進行分析評估，以得到所述待仿真電解槽的溫度優(yōu)化參數；電解槽參數調節(jié)模塊，用于基于所述溫度優(yōu)化參數，調節(jié)所述待仿真電解槽的溫度。

10、本發(fā)明實施例還提供了一種電子設備，包括：一個或多個處理器；存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述電子設備實現(xiàn)如上述實施例中任一項所述的電解水槽的溫度控制管理方法。

11、本發(fā)明實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機可讀指令，當所述計算機可讀指令被計算機的處理器執(zhí)行時，使計算機執(zhí)行如上述實施例中任一項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)、設備及介質，通過獲取待仿真電解槽對應的電解槽仿真指標，根據電解槽仿真指標進行數學模型建立，得到電解槽仿真模型，通過電解槽仿真模型對待仿真電解槽進行分析評估，以得到待仿真電解槽的溫度優(yōu)化參數，基于溫度優(yōu)化參數，調節(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參數和仿真指標進行待仿真電解槽的數字仿真，實現(xiàn)基于仿真電解槽進行溫度分布的仿真目標，并通過對電解槽仿真模型進行分析評估進行仿真模型的優(yōu)化和實際仿真，最終得到溫度優(yōu)化參數進行電解槽的溫度調節(jié)，量化地實現(xiàn)電解槽過程的溫度控制，確保了整個過程的安全、高效運行，并提高了生產產品質量。

13、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術。