CN118207587B - 一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电解制氢调控技术领域，具体公开一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，通过在碱性水电解制氢过程中实时检测远程监控平台的网络传输状态，由此结合监测的工艺参数评判远程传输状态是否满足数据传输需求，并在评判不满足数据传输需求时对监测的工艺参数进行传输优先级调整，能够保证监测数据在相应网络传输状态下的适应传输，与此同时在利用监测设备在碱性水电解制氢过程中实时监测工艺参数时将监测的数据进行相邻监测时刻分析，由此实现了制备工艺监测异常的及时识别，并在异常识别后进行恢复处理，进而将恢复处理后的监测数据进行远程传输，可以最大限度保证远程传输数据的有效性和可信度。

Description

一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统

技术领域

本发明属于电解制氢调控技术领域，具体为一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统。

背景技术

碱性水电解制氢是一种常见的制氢方法，其基本原理是利用电解将水分解成氢气和氧气。在电解制氢过程中会涉及到多种运行参数，不同运行参数的变化会直接影响到制氢产物的质量。因此电解制氢过程中常常需要监测各种运行参数，以能够及时调控，确保制氢产物的质量符合要求。

现有技术中也有一些涉及电解制氢监测调控的发明，例如申请公开号为CN114990631A的中国发明专利申请公开的一种基于人工智能的电解制氢控制系统，通过利用数据采集单元采集电解制氢系统的运行数据，再将其传递给人工智能单元，由人工智能单元根据输入的所述运行数据进行分析并生成调控指令，该发明通过采用人工智能算法优化电解制氢系统的运行参数，能够保证电解制氢系统动态运行在最优操作区间内，显著降低制氢能耗。

但现阶段为了减少现场人工监测带来的高人力成本和运营成本，大多采用远程监测调控，将该发明应用到远程监测调控场景下就涉及到运行参数的远程传输，而远程传输依赖于网络连接的稳定性，在网络连接不稳定情况下传输的运行参数很大可能会出现传输延迟、数据丢失的现象，然而现有技术未考虑到上述情况仍然按照原有模式进行运行参数采集后立即传输，这种传输方式会在一定程度上加重远程监测系统接收到数据的不完整或不准确率，可能导致操作人员基于不准确的数据做出错误的决策，进而影响调控效果。

另外电解制氢过程中工艺参数的采集通常都依赖于传感器，但由传感器采集的数据并不一定就是准确的，这是由于传感器属于电子器件，其工作状态会受到工作环境的影响，但现有技术在利用传感器采集运行参数后就直接进行传输，缺乏对传感器采集结果的异常识别，容易使操作人员基于异常的数据做出错误的调控，进而会对制氢产物的质量造成一定影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，能够为远程调控提供准确、及时、完整的运行数据。

本发明提供了一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，来解决上述存在的技术问题，具体采用以下技术方案来实现：一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，包括：远程传输质量检测模块，用于在碱性水电解制氢过程中实时检测远程监控平台的网络传输状态，具体包括网络传输速度、网络传输延迟率和网络传输丢包率，由此分析当前远程传输质量系数。

制备工艺实时监测模块，用于在碱性水电解制氢过程中利用监测设备实时监测工艺参数。

制备工艺监测异常识别模块，用于将监测的工艺参数与前监测时刻的监测数据进行对比，由此进行制备工艺监测异常识别。

上述技术方案之一的完善是：制备工艺监测异常识别参见下述过程：将实时监测的工艺参数与该工艺参数在前监测时刻的监测值进行对比，计算工艺参数的突变度。

将工艺参数的突变度与合理突变度进行对比，若某工艺参数的突变度大于合理突变度，则识别该工艺参数存在监测异常，并将该工艺参数作为异常制备工艺，同时记录异常制备工艺的监测时间，记为异常监测时间。

异常制备工艺溯源恢复模块，用于对识别到的异常制备工艺进行异常监测原因溯源，并据此对异常制备工艺进行恢复处理，得到有效工艺参数。

远程传输满足评判模块，用于实时获取监测到的有效工艺参数数据量，并将其结合当前远程传输质量系数评判远程传输状态是否满足数据传输需求。

上述技术方案之一的完善是：评判远程传输状态是否满足数据传输需求参见下述过程：将当前监测到的有效工艺参数数据量进行累加，得到当前需求传输数据量，并据此从控制数据库中传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系中提取当前达标远程传输质量系数。

将当前远程传输质量系数与当前达标远程传输质量系数进行对比，若当前远程传输质量系数小于当前达标远程传输质量系数，则评判远程传输状态不满足数据传输需求，反之则评判远程传输状态满足数据传输需求。

控制数据库，用于存储碱性水电解制氢的正常工艺参数，存储工艺参数对应的允许偏离度，并存储传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系。

数据传输优先级调整模块，用于在评判远程传输状态不满足数据传输需求时对监测的有效工艺参数进行传输优先级排列，并据此选取符合当前远程传输质量系数的有效工艺参数进行远程传输。

上述技术方案之一的完善是：对监测的有效工艺参数进行传输优先级排列参见下述过程：获取工艺参数对电解制氢的影响程度。

将监测到的有效工艺参数与控制数据库中存储的碱性水电解制氢过程正常工艺参数进行对比，计算工艺参数的偏离度。

将监测到的有效工艺参数与相邻前监测时刻得到的有效工艺参数进行对比，计算工艺参数的监测波动度。

将各工艺参数对电解制氢的影响程度结合偏离度和监测波动度评估各工艺参数对应的传输价值度。

将各工艺参数按照传输价值度由大到小的顺序进行排列，得到传输优先级排列结果。

制备工艺偏离识别模块，用于将远程传输的有效工艺参数与正常工艺参数进行对比，识别制备工艺是否偏离，并记录偏离制备工艺。

远程调控模块，用于基于偏离制备工艺进行远程调控。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、本发明通过在碱性水电解制氢过程中实时检测远程监控平台的网络传输状态，由此结合监测的工艺参数评判远程传输状态是否满足数据传输需求，并在评判不满足数据传输需求时对监测的工艺参数进行传输优先级调整，实现了远程监测调控下监测数据的针对性传输，能够保证监测数据在相应网络传输状态下的适应传输，有效规避了传输延迟、数据丢失现象的发生，能够让操作人员可以及时获得准确的工艺参数数据，有助于及时发现异常情况并采取相应的调控措施，有利于提高调控效果。

2、本发明在利用监测设备在碱性水电解制氢过程中实时监测工艺参数时将监测的数据进行相邻监测时刻分析，由此实现了制备工艺监测异常的及时识别，并在异常识别后进行恢复处理，进而将恢复处理后的监测数据进行远程传输，可以最大限度保证远程传输数据的有效性和可信度，帮助远程监控系统做出准确的调控决策。

3、本发明在识别到制备工艺监测异常时通过对异常制备工艺的异常监测原因进行溯源，以根据溯源原因进行恢复处理，这样能够为恢复处理提供明确的处理方向，有利于提高恢复处理的效率和效果，能够为数据传输的及时性和准确性提供基础保障。

4、本发明在基于监测的制备工艺分析存在偏离时进行远程调控后增加了远程调控效果的评估，由此可以验证远程调控的实际效果，确定调控措施是否达到预期的效果，这有助于确认远程调控的实际应用效果，根据评估结果可以及时调整远程调控策略和措施，进一步优化制备工艺的远程调控效果，有利于提高远程调控的针对性和准确性，从而更好地应对生产过程中的变化和挑战。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统各模块连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提出一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，包括远程传输质量检测模块、制备工艺实时监测模块、制备工艺监测异常识别模块、异常制备工艺溯源恢复模块、远程传输满足评判模块、控制数据库、数据传输优先级调整模块、制备工艺偏离识别模块和远程调控模块。

上述中制备工艺实时监测模块与制备工艺监测异常识别模块连接，制备工艺监测异常识别模块与异常制备工艺溯源恢复模块连接，远程传输质量检测模块和异常制备工艺溯源恢复模块均与远程传输满足评判模块连接，远程传输满足评判模块与数据传输优先级调整模块连接，数据传输优先级调整模块与制备工艺偏离识别模块连接，制备工艺偏离识别模块与远程调控模块连接，控制数据库分别与远程传输满足评判模块、数据传输优先级调整模块和制备工艺偏离识别模块连接。

所述远程传输质量检测模块用于在碱性水电解制氢过程中实时检测远程监控平 台的网络传输状态，具体包括网络传输速度、网络传输延迟率和网络传输丢包率，由此分析 当前远程传输质量系数，具体分析过程如下：将实时检测的网络传输状态代入分析式，得到远程传输质量系数，式中、、 分别表示网络传输速度、网络传输延迟率和网络传输丢包率，、、分别表示正常网 络传输速度、正常网络传输延迟率、正常网络传输丢包率。

需要补充的是，上述中正常网络传输速度、正常网络延迟率、正常网络丢包率是基于远程监控平台使用的网络带宽得到，在一个具体实施例中10Mbps的网络带宽能够达到的正常网络传输速度大约1.25MB每秒，10Mbps的网络带宽对应的正常网络延迟率为10ms，10Mbps的网络带宽对应的正常网络丢包率为0.8%。

在进行碱性水电解制氢的远程监测调控过程中，选择网络传输速度、网络延迟率和网络丢包率作为远程传输质量的影响指标，主要基于以下原因：网络传输速度直接影响数据上传和下载的效率。在碱性水电解制氢过程中，实时性是关键，因为监控和调控系统需要快速响应生产状态的变化。如果网络速度不足，数据传输可能出现延迟，影响远程调控系统的反应时间和处理能力。

网络传输延迟是指数据从发送端传到接收端所需的时间。在远程监测调控中，低延迟是确保快速响应和实时控制的关键。特别是对于碱性水电解制氢这种需要高精度控制的过程，高延迟可能导致控制命令或反馈信息不够及时，从而影响整个生产过程的效率和安全。

网络传输丢包是指在数据传输过程中数据包丢失的现象。丢包会导致数据不完整，影响监测数据的准确性和完整性。在碱性水电解制氢的监控调控系统中，丢包可能导致关键信息的丢失，进而影响操作人员和自动化系统做出正确决策的能力。

这三个网络参数共同影响远程监测调控系统的性能和可靠性。

所述制备工艺实时监测模块用于在碱性水电解制氢过程中利用监测设备实时监测工艺参数，具体地工艺参数包括但不限于电流密度、电压、电解液浓度、电解温度等，其中在碱性水电解制氢中电流密度直接影响到电解反应的速率和效率，电压的变化可以反映电解反应的进行情况，电解液的浓度直接影响到电解反应的速率和产氢效率，电解温度的变化会影响电解液的导电性和粘度，进而影响到电解反应的进行。

所述制备工艺监测异常识别模块用于将监测的工艺参数与前监测时刻的监测数 据进行对比，由此进行制备工艺监测异常识别，具体识别过程为：将实时监测的工艺参数与 该工艺参数在前监测时刻的监测值进行对比，计算工艺参数的突变度，其中突变度的计算 表达式为，将工艺参数的突 变度与合理突变度进行对比，示例性地，合理突变度为20%，若某工艺参数的突变度大于合 理突变度，则识别该工艺参数存在监测异常，并将该工艺参数作为异常制备工艺，同时记录 异常制备工艺的监测时间，记为异常监测时间。

需要补充的是，上述提到的工艺参数合理突变度可以通过获取在工艺参数的监测设备运行正常的情况下采集相邻监测时刻的监测数据计算得到。

需要理解的是在进行工艺参数监测异常分析时通过将相邻监测时刻得到的数值进行突变分析是考虑到在正常生产中通常会维持相对稳定的工艺条件，这意味着在相邻监测时刻，工艺参数的变化通常是缓慢而持续的，而不是突然和剧烈的变化，当相邻监测时刻的数值出现较大的差异时可能意味着系统发生了异常情况。通过突变分析可以帮助检测工艺参数监测数据中的突然变化或异常值。

所述异常制备工艺溯源恢复模块用于对识别到的异常制备工艺进行异常监测原因溯源，并据此对异常制备工艺进行恢复处理，得到有效工艺参数。

应用于上述实施例，对识别到的异常制备工艺进行异常监测原因溯源如下过程：在异常监测时间采集电解槽的制备环境信息和目标监测设备的运行信息，其中运行信息包括运行电压、运行电流，制备环境信息包括温度、湿度、气压等。

将异常制备工艺对应监测设备记为目标监测设备，获取目标监测设备的型号规格，由此获取该监测设备处于工作状态下的适宜环境信息和额定运行信息。

将电解槽的制备环境信息与目标监测设备处于工作状态下的适宜环境信息进行 对比，同时将目标监测设备的运行信息与该监测设备处于工作状态下的额定运行信息进行 对比，统计目标监测设备的电力供应失宜度和环境失宜度，其中电力供应失宜度的统计公 式为，式中、分别表示目标监测设备在异常监测时间 的运行电压、运行电流，、分别表示目标监测设备的额定运行电压、额定运行电 流，其中运行电压与额定运行电压相差越大，运行电流与额定运行电流相差越大，电力供应 失宜度越大。

环境失宜度的统计公式为，式中表示电解槽的制备环 境信息，表示目标监测设备处于工作状态下的适宜环境信息，其中电解槽的制备环境信 息与目标监测设备处于工作状态下的适宜环境信息偏离越大，环境失宜度越大。

将目标监测设备的电力供应失宜度和环境失宜度分别与允许电力供应失宜度、允 许环境失宜度进行对比，示例性地，允许电力供应失宜度为0.4，允许环境失宜度为0.5，由 此通过预测模型，得到异常制备工艺 的异常监测原因，模型中、分别表示目标监测设备的允许电力供应失宜度、允 许环境失宜度，表示或，表示且，其中目标监测设备的允许电力供应失宜度和允许环境 失宜度可以从相应监测设备的使用说明中获取。

需要理解的是，在对识别到的异常制备工艺进行异常监测原因溯源时通过分析监测设备的运行状态是否失宜作为溯源依据的原因在于监测设备属于电子器件，其正常运行通常依赖于稳定的环境条件和电力供应，异常的环境条件、电力供应可能会影响监测设备的性能和准确度，进而导致监测数据异常。通过分析环境因素、电力供应是否异常，可以确定是否对监测设备的性能产生了影响，从而识别异常的根本原因。

本发明在识别到制备工艺监测异常时通过对异常制备工艺的异常监测原因进行溯源，以根据溯源原因进行恢复处理，这样能够为恢复处理提供明确的处理方向，有利于提高恢复处理的效率和效果，能够为数据传输的及时性和准确性提供基础保障。

进一步地，对异常制备工艺进行恢复处理实施如下：若异常制备工艺的异常监测原因为目标监测设备故障，则通过远程重启目标监测设备后重新进行制备工艺监测，得到重新监测的工艺参数，并进行突变度计算，由此分析是否恢复正常，若恢复正常，则将重新监测的工艺参数作为有效工艺参数。

需要解释的是当溯源得到异常制备工艺的异常监测原因为目标监测设备故障时通过远程重启目标监测设备进行恢复处理的优势为一方面远程重启可以在发现监测设备故障后立即启动，无需等待人工介入，这样可以快速恢复监测设备的运行，减少生产中断的时间，提高生产效率；另一方面远程重启可以可以解决基础常见的故障问题，例如软件崩溃、网络连接异常、临时性故障，通过远程重启可以初始化设备，重新加载，使设备恢复正常操作。

需要补充的是当远程重启后目标监测设备未恢复正常可以尝试通过远程连接或远程监测系统进行进一步的诊断，查看设备的运行状态和错误信息，通过远程诊断，可以更准确地确定问题的根本原因，进而进行针对性处理。

若异常制备工艺的异常监测原因为运行状态不适宜，则通过远程调控电解槽的制备环境信息使其符合监测设备处于工作状态下的适宜环境信息，并重新进行制备工艺监测，得到重新监测的工艺参数，同时进行突变度计算，由此分析是否恢复正常，若恢复正常，则将重新监测的工艺参数作为有效工艺参数。

本发明在利用监测设备在碱性水电解制氢过程中实时监测工艺参数时将监测的数据进行相邻监测时刻分析，由此实现了制备工艺监测异常的及时识别，并在异常识别后进行恢复处理，进而将恢复处理后的监测数据进行远程传输，可以最大限度保证远程传输数据的有效性和可信度，帮助远程监控系统做出准确的调控决策。

所述远程传输满足评判模块用于实时获取监测到的有效工艺参数数据量，具体地数据量为数据的占用空间，并将其结合当前远程传输质量系数评判远程传输状态是否满足数据传输需求，具体参见下述过程：将当前监测到的有效工艺参数数据量进行累加，得到当前需求传输数据量，并据此从控制数据库中传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系中提取当前达标远程传输质量系数。

需要知道的是不同数据传输量需求的远程传输质量通常存在一定的对应关系，这是由于较大的数据传输量通常需要更高的网络传输速度，以保证数据能够快速传输而不受阻塞，且大数据量的传输可能更容易受到网络干扰或丢包影响，因此需要更低的网络传输延迟率和网络传输丢包率，而网络传输速度、网络传输延迟率和网络传输包率又是影响远程传输质量的重要因素，因而不同数据传输量对应不同的需求远程传输质量，一般来说数据传输量越大，需求的远程传输质量越大。

将当前远程传输质量系数与当前达标远程传输质量系数进行对比，若当前远程传输质量系数小于当前达标远程传输质量系数，则评判远程传输状态不满足数据传输需求，反之则评判远程传输状态满足数据传输需求。

所述控制数据库用于存储碱性水电解制氢的正常工艺参数，存储工艺参数对应的允许偏离度，并存储传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系。

上述中传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系可以利用试验获取，具体为准备不同传输数据量的数据，并保障传输时长和传输完整度，通过试验记录不同数据传输量在保障传输时长和传输完整度下应该维持的网络传输速度、网络传输延迟率和网络传输丢包率，由此计算不同传输数据量对应的达标远程传输质量系数，并利用试验记录结果构建以数据传输量为横坐标，以达标远程传输质量系数为纵坐标的变化曲线作为传输数据量与达标远程传输质量系数的对应关系。

上述中碱性水电解制氢的正常工艺参数和工艺参数对应的允许偏离度可以从碱性水电解制氢系统的技术手册中获取。

所述数据传输优先级调整模块用于在评判远程传输状态不满足数据传输需求时对监测的有效工艺参数进行传输优先级排列，并据此选取符合当前远程传输质量系数的有效工艺参数进行远程传输。

应用于上述实施例，对监测的有效工艺参数进行传输优先级排列参见下述过程：获取工艺参数对电解制氢的影响程度。

需要补充的是，不同工艺参数对电解制氢的影响程度不同，这是由于不同工艺在电解过程中具有不同的作用和影响机制，在分析工艺参数对电解制氢的影响程度可以通过分析不同工艺参数对制氢产品质量和产量的关联因子，并将制氢产品质量关联因子和产量关联因子相加得到工艺参数对电解制氢的影响程度，其中分析不同工艺参数对制氢产品质量和产量的关联因子可以参见下述过程：设计一系列实验，在实验中严格控制和记录每个工艺参数的值，确保实验结果的可靠性和可重复性。同时，保持其他条件尽可能恒定，以减少干扰因素对实验结果的影响，在实验过程中改变不同的工艺参数，并在每次实验结束后收集制氢产品质量和产量，进而构建以工艺参数为横坐标，以制氢产品质量、制氢产品产量为纵坐标构建的工艺参数随制氢产品质量、制氢产品产量的散点图，并绘制所述散点图的回归线，同时获取回归线的斜率绝对值，作为工艺参数对制氢产品质量和产量的关联因子。

将监测到的有效工艺参数与控制数据库中存储的碱性水电解制氢过程正常工艺 参数进行对比，计算工艺参数的偏离度，其中。

将监测到的有效工艺参数与相邻前监测时刻得到的有效工艺参数进行对比，计算 工艺参数的监测波动度，其中。

将各工艺参数对电解制氢的影响程度结合偏离度和监测波动度评估各工艺参数 对应的传输价值度，其中。

上述中某工艺参数对应电解制氢的影响程度越大、偏离度越大，监测波动度越大，传输价值度越大，传输优先级也就越大。这是由于工艺参数对电解制氢的影响程度越大，意味着它们在电解过程中扮演着更为关键的角色。因此在远程传输中，这些参数的传输优先级也更高，以确保及时监测和调整，以维持生产过程的稳定性和效率。

工艺参数偏离度越大可能会增加电解过程中的安全风险，对于这些可能导致安全风险的参数，需要优先进行传输，以及时发现并采取措施避免事故发生。

工艺参数的前后监测波动度越大，可能意味着生产过程中存在较大的变化或不稳定性。为了及时响应这些变化并采取必要的调整措施，需要优先传输这些参数的监测数据，以保证生产过程的稳定性和效率。

将各工艺参数按照传输价值度由大到小的顺序进行排列，得到传输优先级排列结果。

进一步应用于上述实施例，选取符合远程传输质量系数的有效工艺参数参见下述过程：依据当前远程传输质量系数从控制数据库存储的传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系中提取当前远程传输质量系数能够满足的传输数据量。

从工艺参数的传输优先级排列结果中依次提取工艺参数，并将提取工艺参数的数据量进行累加后与当前远程传输质量系数能够满足的传输数据量进行对比，直至提取的工艺参数数据量累和符合当前远程传输质量系数能够满足的传输数据量时停止操作，并将提取的工艺参数作为远程传输质量系数的有效工艺参数。

本发明通过在碱性水电解制氢过程中实时检测远程监控平台的网络传输状态，由此结合监测的工艺参数评判远程传输状态是否满足数据传输需求，并在评判不满足数据传输需求时对监测的工艺参数进行传输优先级调整，实现了远程监测调控下监测数据的针对性传输，能够保证监测数据在相应网络传输状态下的适应传输，有效规避了传输延迟、数据丢失现象的发生，能够让操作人员可以及时获得准确的工艺参数数据，有助于及时发现异常情况并采取相应的调控措施，有利于提高调控效果。

所述制备工艺偏离识别模块用于将远程传输的有效工艺参数与正常工艺参数进行对比，识别制备工艺是否偏离，并记录偏离制备工艺。

优选地，识别制备工艺是否存在偏离实现如下：将远程传输的有效工艺参数结合控制数据库中存储的碱性水电解制氢过程的正常工艺参数计算出的偏离度与允许偏离度进行对比，示例性地，允许偏离度可以为0.3，若某有效工艺参数的偏离度大于允许偏离度，则识别该制备工艺存在偏离。

所述远程调控模块用于基于偏离制备工艺进行远程调控。

上述中远程调控模块还包括远程调控后的效果分析，具体实现过程如下：在将偏 离制备工艺进行远程调控后记录调控时间点，并将其与偏离制备工艺的识别时间点进行对 比，计算远程调控响应及时度，其中。

在将偏离制备工艺进行远程调控后获取偏离制备工艺调控后的数值，并与正常值 进行对比，计算远程调控准确度，。

基于远程调控响应及时度和远程调控准确度评估远程调控效果是否符合要求，具体地，将远程调控响应及时度和远程调控准确度分别与系统设定有效值进行对比，示例性地远程调控响应及时度有效值可以设定为80%，远程调控准确度有效值可以设定为85%，若远程调控响应及时度和远程调控准确度均不满足系统设定有效值，则评估远程调控效果不符合要求。

本发明在基于监测的制备工艺分析存在偏离时进行远程调控后增加了远程调控效果的评估，由此可以验证远程调控的实际效果，确定调控措施是否达到预期的效果，这有助于确认远程调控的实际应用效果，根据评估结果可以及时调整远程调控策略和措施，进一步优化制备工艺的远程调控效果，有利于提高远程调控的针对性和准确性，从而更好地应对生产过程中的变化和挑战。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，其特征在于，包括：

远程传输质量检测模块，用于在碱性水电解制氢过程中实时检测远程监控平台的网络传输状态，具体包括网络传输速度、网络传输延迟率和网络传输丢包率，由此分析当前远程传输质量系数；

制备工艺实时监测模块，用于在碱性水电解制氢过程中利用监测设备实时监测工艺参数；

制备工艺监测异常识别模块，用于将监测的工艺参数与前监测时刻的监测数据进行对比，由此进行制备工艺监测异常识别；

异常制备工艺溯源恢复模块，用于对识别到的异常制备工艺进行异常监测原因溯源，并据此对异常制备工艺进行恢复处理，得到有效工艺参数；

远程传输满足评判模块，用于实时获取监测到的有效工艺参数数据量，并将其结合当前远程传输质量系数评判远程传输状态是否满足数据传输需求；

控制数据库，用于存储碱性水电解制氢的正常工艺参数，存储工艺参数对应的允许偏离度，并存储传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系；

数据传输优先级调整模块，用于在评判远程传输状态不满足数据传输需求时对监测的有效工艺参数进行传输优先级排列，并据此选取符合当前远程传输质量系数的有效工艺参数进行远程传输；

制备工艺偏离识别模块，用于将远程传输的有效工艺参数与正常工艺参数进行对比，识别制备工艺是否偏离，并记录偏离制备工艺；

远程调控模块，用于基于偏离制备工艺进行远程调控；

所述对识别到的异常制备工艺进行异常监测原因溯源如下过程：

在异常监测时间采集电解槽的制备环境信息和目标监测设备的运行信息，其中运行信息包括运行电压、运行电流；

将异常制备工艺对应监测设备记为目标监测设备，获取目标监测设备的型号规格，由此获取该监测设备处于工作状态下的适宜环境信息和额定运行信息；

将电解槽的制备环境信息与目标监测设备处于工作状态下的适宜环境信息进行对比，同时将目标监测设备的运行信息与该监测设备处于工作状态下的额定运行信息进行对比，统计目标监测设备的电力供应失宜度和环境失宜度，其中电力供应失宜度的统计公式为，式中、分别表示目标监测设备在异常监测时间的运行电压、运行电流，、分别表示目标监测设备的额定运行电压、额定运行电流；

环境失宜度的统计公式为，式中表示电解槽的制备环境信息，表示目标监测设备处于工作状态下的适宜环境信息；

将目标监测设备的电力供应失宜度和环境失宜度分别与允许电力供应失宜度、允许环境失宜度进行对比，由此通过预测模型，得到异常制备工艺的异常监测原因，模型中、分别表示目标监测设备的允许电力供应失宜度、允许环境失宜度，表示或，表示且；

所述对异常制备工艺进行恢复处理实施如下：

若异常制备工艺的异常监测原因为目标监测设备故障，则通过远程重启目标监测设备后重新进行制备工艺监测，得到重新监测的工艺参数，并进行突变度计算，由此分析是否恢复正常，若恢复正常，则将重新监测的工艺参数作为有效工艺参数；

若异常制备工艺的异常监测原因为运行状态不适宜，则通过远程调控电解槽的制备环境信息使其符合监测设备处于工作状态下的适宜环境信息，并重新进行制备工艺监测，得到重新监测的工艺参数，同时进行突变度计算，由此分析是否恢复正常，若恢复正常，则将重新监测的工艺参数作为有效工艺参数。

2.如权利要求1所述的一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，其特征在于：所述远程传输质量系数分析过程如下：

将实时检测的网络传输状态代入分析式，得到远程传输质量系数，式中、、分别表示网络传输速度、网络传输延迟率和网络传输丢包率，、、分别表示正常网络传输速度、正常网络传输延迟率、正常网络传输丢包率。

3.如权利要求1所述的一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，其特征在于：所述制备工艺监测异常识别参见下述过程：

将实时监测的工艺参数与该工艺参数在前监测时刻的监测值进行对比，计算工艺参数的突变度；

将工艺参数的突变度与合理突变度进行对比，若某工艺参数的突变度大于合理突变度，则识别该工艺参数存在监测异常，并将该工艺参数作为异常制备工艺，同时记录异常制备工艺的监测时间，记为异常监测时间。

4.如权利要求1所述的一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，其特征在于：所述评判远程传输状态是否满足数据传输需求参见下述过程：

将当前监测到的有效工艺参数数据量进行累加，得到当前需求传输数据量，并据此从控制数据库中传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系中提取当前达标远程传输质量系数；

将当前远程传输质量系数与当前达标远程传输质量系数进行对比，若当前远程传输质量系数小于当前达标远程传输质量系数，则评判远程传输状态不满足数据传输需求，反之则评判远程传输状态满足数据传输需求。

5.如权利要求1所述的一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，其特征在于：所述对监测的有效工艺参数进行传输优先级排列参见下述过程：

获取工艺参数对电解制氢的影响程度；

将监测到的有效工艺参数与控制数据库中存储的碱性水电解制氢过程正常工艺参数进行对比，计算工艺参数的偏离度；

将监测到的有效工艺参数与相邻前监测时刻得到的有效工艺参数进行对比，计算工艺参数的监测波动度；

将各工艺参数对电解制氢的影响程度结合偏离度和监测波动度评估各工艺参数对应的传输价值度；

将各工艺参数按照传输价值度由大到小的顺序进行排列，得到传输优先级排列结果。

6.如权利要求5所述的一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，其特征在于：所述选取符合远程传输质量系数的有效工艺参数参见下述过程：

依据当前远程传输质量系数从控制数据库存储的传输数据量与达标远程传输质量系数对应关系中提取当前远程传输质量系数能够满足的传输数据量；

从工艺参数的传输优先级排列结果中依次提取工艺参数，并将提取工艺参数的数据量进行累加后与当前远程传输质量系数能够满足的传输数据量进行对比，直至提取的工艺参数数据量累和符合当前远程传输质量系数能够满足的传输数据量时停止操作，并将提取的工艺参数作为远程传输质量系数的有效工艺参数。

7.如权利要求1所述的一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，其特征在于：所述识别制备工艺是否偏离实现如下：

将远程传输的有效工艺参数结合控制数据库中存储的碱性水电解制氢过程的正常工艺参数计算出的偏离度与允许偏离度进行对比，若某有效工艺参数的偏离度大于允许偏离度，则识别该制备工艺存在偏离。

8.如权利要求1所述的一种碱性水电解制氢远程监测调控控制系统，其特征在于：所述远程调控模块还包括远程调控后的效果分析，具体实现过程如下：

在将偏离制备工艺进行远程调控后记录调控时间点，并将其与偏离制备工艺的识别时间点进行对比，计算远程调控响应及时度；

在将偏离制备工艺进行远程调控后获取偏离制备工艺调控后的数值，并与正常值进行对比，计算远程调控准确度；

基于远程调控响应及时度和远程调控准确度评估远程调控效果是否符合要求。