CN118884124B - 电解水制氢系统接入电网试验测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电解水制氢技术领域，具体涉及电解水制氢系统接入电网试验测试系统，包括运行风险评估模块、附加检测分析模块和综合分析预警模块。本发明通过对电解水制氢系统接入电网进行试验测试，分析在此运行过程中是否出现故障，并针对故障进行及时处理，通过综合评估电解水制氢系统接入电网后的多项关键运行参数，提供了一种全面的故障预警和风险评估解决方案。系统的设计不仅提高了故障检测的准确性和响应速度，而且通过减少对单一参数监测的依赖，避免了频繁误报的问题，从而优化了电解水制氢系统在电网中的集成和运行。试验测试后，可以根据试验测试的结果对系统进行优化，在电解水制氢系统接入电网后持续使用。

Description

电解水制氢系统接入电网试验测试系统

技术领域

本发明属于电解水制氢技术领域，具体涉及电解水制氢系统接入电网试验测试系统。

背景技术

电解水制氢系统是通过电解水来生产氢气的技术系统，电解水制氢的基本原理是利用电流将水分解为氢气和氧气。将电解水制氢系统接入电网，可通过电网向制氢系统提供电力，这一做法不仅能有效利用电网中的过剩可再生能源，还能增强电网的稳定性和经济效益。为了确保这种系统的有效性和可靠性，必须对电解水制氢系统进行严格的试验测试，以评估其在实际电网条件下的性能和潜在的集成问题。

在现有技术中，对电解水制氢系统进行试验测试通常集中于监测系统运行中的特定参数。这种方法虽然能够提供一定程度的故障预警，但往往存在预警频繁且无法全面反映系统整体运行状态的问题。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提出电解水制氢系统接入电网试验测试系统，提高了接入电网试验测试时故障检测的准确性和响应速度，而且通过减少对单一参数监测的依赖，避免了频繁误报的问题，从而优化了电解水制氢系统在电网中的集成和运行。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

电解水制氢系统接入电网试验测试系统，包括：

运行风险评估模块，用于在电解水制氢系统接入电网之后分析获取过去预设时间段内的氢气生产异常程度和电压异常波动密度，基于获取的氢气生产异常程度和电压异常波动密度分析判断在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中是否存在风险；

附加检测分析模块，用于根据接入电解水制氢系统之前电网的第一功率因数数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二功率因数数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的功率因数影响程度，以及根据接入电解水制氢系统之前电网的第一谐波总畸变率数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二谐波总畸变率数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的谐波总畸变率影响程度值；

综合分析预警模块，用于在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险时，结合氢气生产异常程度、电压异常波动密度、功率因数影响程度以及电力质量影响程度值进行综合分析，对电解水制氢系统接入电网的运行故障进行预警。

进一步地，所述氢气生产异常程度的获取方式包括：

获取过去预设时间段内的氢气生产量和电能消耗量，分别标记为和；根据获取的过去预设时间段内的氢气生产量和电能消耗量，计算获取在过去时间段内电解水制氢系统接入电网的制氢电能消耗速率，计算公式为：；

将计算获取的制氢电能消耗速率与预设制氢电能消耗速率阈值比对；若计算获取的制氢电能消耗速率大于预设制氢电能消耗速率阈值，则生成氢气生产异常程度高的信号；若计算获取的制氢电能消耗速率小于等于预设制氢电能消耗速率阈值，则生成氢气生产异常程度低的信号。

进一步地，所述电压异常波动密度的获取方式包括：

获取在电解水制氢系统接入电网之后电网在过去预设时间段内的电压序列值；将过去预设时间段均匀分割为n个监测时间区间，计算每个监测时间区间内的电压波动值，计算公式为：；式中，i表示监测时间区间的编号，i=1,2…n，n为时间区间的数量；和分别表示第i个监测时间区间内的最大电压幅度值和最小电压幅度值，表示电压正常幅度值；

电压的正常幅度值是指电解水制氢系统中的电源或电气设备在正常工作条件下所应具有的电压水平，这个值通常由设备的制造商规定，并在设备的技术规格或用户手册中给出，也可以根据需要自行设定；

统计过去预设时间段内电压波动值不符合预设电压波动标准范围的监测时间区间的数量k；

根据计算公式，获取电解水制氢系统接入电网之后电网在过去预设时间段内电网的电压异常波动密度；式中，T表示监测时间区间的时间值（时间间隔）；计算时可以根据阈值的设置确定时间间隔的单位，并进行无量纲处理，其余计算同理。

将计算获取的电压异常波动密度与预设电压异常波动密度阈值比对，若计算获取的电压异常波动密度小于等于预设电压异常波动密度阈值，则生成电压异常波动密度小的信号；若计算获取的电压异常波动密度大于预设电压异常波动密度阈值，则生成电压异常波动密度大的信号。

进一步地，所述基于获取的氢气生产异常程度和电压异常波动密度分析判断在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中是否存在风险，包括：只要出现生成氢气生产异常程度高的信号或者生成电压异常波动密度大的信号的其中之一，则判定在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险。

进一步地，第一功率因数数据集、第二功率因数数据集、第一谐波总畸变率数据集以及第二谐波总畸变率数据集所包含的各个数值按照负载编号j的顺序进行排列；且j=1,2…m；m表示接入电网检测的不同负载的总数。

进一步地，所述根据接入电解水制氢系统之前电网的第一功率因数数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二功率因数数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的功率因数影响程度，包括：

将第一功率因数数据集中的数值标记为，将第二功率因数数据集中的数值标记为；

基于第一功率因数数据集计算接入电解水制氢系统之前的功率因数波动系数CPa，基于第二功率因数数据集计算接入电解水制氢系统之后的功率因数波动系数CPb，计算公式分别为：

；

；

基于接入电解水制氢系统之前的功率因数波动系数CPa和接入电解水制氢系统之后的功率因数波动系数CPb，计算接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP；；

对接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP进行数值分析，判断接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度；

若RP≥1，则表示接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度小；若0＜RP＜1，则表示接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度大。

进一步地，所述根据接入电解水制氢系统之前电网的第一谐波总畸变率数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二谐波总畸变率数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的谐波总畸变率影响程度值，包括：

将第一谐波总畸变率数据集中的数值标记为，将第二谐波总畸变率数据集中的数值标记为；

基于第一谐波总畸变率数据集计算接入电解水制氢系统之前的谐波总畸变率波动系数CTa和基于第二谐波总畸变率数据集计算接入电解水制氢系统之后的谐波总畸变率波动系数CTb，计算公式分别为：

；

；

基于接入电解水制氢系统之前的谐波总畸变率波动系数CTa和接入电解水制氢系统之后的谐波总畸变率波动系数CTb，计算接入电解水制氢系统前后的谐波总畸变率影响程度RT；；

对接入电解水制氢系统前后的谐波总畸变率影响程度RT进行数值分析，

若RT≥1，则表示接入电解水制氢系统对电网谐波总畸变率负面影响的程度小；若0＜RT＜1，则表示接入电解水制氢系统对电网谐波总畸变率负面影响的程度大。

进一步地，所述综合分析预警模块具体包括：

当在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险时，则获取在过去时间段内电解水制氢系统接入电网的制氢电能消耗速率ƞ和电压异常波动密度f、接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP和谐波总畸变率影响程度RT；将获取的各个数值进行归一化处理，将经过归一化处理后的制氢电能消耗速率、电压异常波动密度f、功率因数影响程度RP和谐波总畸变率影响程度RT分别赋予预设比例系数，计算电解水制氢系统接入电网的运行故障指数，计算公式为：

；

式中，s1、s2、s3以及s4分别为制氢电能消耗速率、电压异常波动密度、功率因数影响程度和谐波总畸变率影响程度的预设比例系数；且s1、s2、s3以及s4的取值均大于0；

将计算获取的运行故障指数与预设运行故障指数预警值比对，分析判断是否需要对电解水制氢系统接入电网的运行进行预警；

若计算获取的运行故障指数大于预设运行故障指数预警值，则生成电解水制氢系统接入电网运行故障预警信号，通知相关技术人员及时处理；

若计算获取的运行故障指数小于等于预设运行故障指数预警值，则生成电解水制氢系统接入电网运行正常信号，此时无需处理。

本发明的有益效果是：

本发明通过对电解水制氢系统接入电网进行试验测试，分析在此运行过程中是否出现故障，并针对故障进行及时处理，通过综合评估电解水制氢系统接入电网后的多项关键运行参数，提供了一种全面的故障预警和风险评估解决方案。系统的设计不仅提高了故障检测的准确性和响应速度，而且通过减少对单一参数监测的依赖，避免了频繁误报的问题，从而优化了电解水制氢系统在电网中的集成和运行。此外，系统能够及时预警潜在的运行风险，为技术人员提供了采取预防措施的依据，显著提升了系统的稳定性和可靠性。试验测试后，可以根据试验测试的结果对系统进行优化，在电解水制氢系统接入电网后持续使用。

本发明还能够对电网的电力质量进行全面的监测和分析。通过评估电解水制氢系统对电网功率因数和谐波总畸变率的影响，科学地量化并预警电网可能受到的负面影响，从而支持电网运营商做出更加合理的调度和管理决策。这种方法不仅提高了电解水制氢系统的安全性和灵活性，而且有助于降低运营成本，提升电网的整体性能和经济效益。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，电解水制氢系统接入电网试验测试系统，包括：运行风险评估模块、附加检测分析模块以及综合分析预警模块；

运行风险评估模块用于在电解水制氢系统接入电网之后分析获取过去预设时间段内的氢气生产异常程度和电压异常波动密度，基于获取的氢气生产异常程度和电压异常波动密度分析判断在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中是否存在风险；

附加检测分析模块用于根据接入电解水制氢系统之前电网的第一功率因数数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二功率因数数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的功率因数影响程度，以及根据接入电解水制氢系统之前电网的第一谐波总畸变率数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二谐波总畸变率数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的谐波总畸变率影响程度值；

综合分析预警模块用于在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险时，结合氢气生产异常程度、电压异常波动密度、功率因数影响程度以及电力质量影响程度值进行综合分析，对电解水制氢系统接入电网的运行故障进行预警。

电解水制氢系统是一种通过电解水来生产氢气的技术系统，电解水制氢的基本原理是利用电流将水分解为氢气和氧气；氢气作为清洁能源，可以用于燃料电池、电动汽车或其他能源应用；氢气还可以用于化学工业、金属处理和氨合成等；而电解水制氢是一种环保的氢气生产方式，不产生有害副产物；将电解水制氢系统接入电网，可通过电网向制氢系统提供电力，这一做法不仅能有效利用电网中的过剩可再生能源，还能增强电网的稳定性和经济效益，同时，这种集成方式支持氢经济的发展，并有助于环境保护；本发明对将电解水制氢系统接入电网这一措施进行试验测试，分析在此运行过程中是否出现故障，并针对故障进行及时处理。

氢气生产异常程度的获取方式包括：

获取过去预设时间段内的氢气生产量和电能消耗量，分别标记为和；

根据获取的过去预设时间段内的氢气生产量和电能消耗量，计算获取在过去时间段内电解水制氢系统接入电网的制氢电能消耗速率，计算公式为：；

制氢电能消耗速率反映生产单位质量氢气所需的电能，若制氢电能消耗速率大于相应的阈值，则表示在过去预设时间段内的制氢效率低下或存在异常。

将计算获取的制氢电能消耗速率与预设制氢电能消耗速率阈值比对；其中预设制氢电能消耗速率阈值是由相关技术人员根据大量制氢电能消耗速率数据和实际制氢效果分析获取的，一般取值为60kWh/kg；

若计算获取的制氢电能消耗速率大于预设制氢电能消耗速率阈值，则生成氢气生产异常程度高的信号；

若计算获取的制氢电能消耗速率小于等于预设制氢电能消耗速率阈值，则生成氢气生产异常程度低的信号。

电压异常波动密度的获取方式包括：

获取在电解水制氢系统接入电网之后电网在过去预设时间段内的电压序列值；将过去预设时间段均匀分割为n个监测时间区间，计算每个监测时间区间内的电压波动值，计算公式为：；式中，i表示监测时间区间的编号，i=1,2…n，n为时间区间的数量；和分别表示第i个监测时间区间内的最大电压幅度值和最小电压幅度值，表示电压正常幅度值；

将过去预设时间段分割为多个监测时间区间来计算电压波动值，可以更准确的捕捉到电压波动的细微变化，能够帮助识别在较大时间段内可能被忽略的瞬时波动。

统计过去预设时间段内电压波动值不符合预设电压波动标准范围的监测时间区间的数量k；其中，预设电压波动标准范围可以为（-0.1，0.1），实际范围值根据相关技术人员设置；

根据计算公式，获取电解水制氢系统接入电网之后电网在过去预设时间段内电网的电压异常波动密度；式中，T表示监测时间区间的时间值；

当f值越大，则说明在过去预设时间段内电网电压越不稳定，存在电网不稳定风险。

将计算获取的电压异常波动密度与预设电压异常波动密度阈值比对，判断在过去预设时间段内接入电解水制氢系统后电网运行是否存在不稳定风险；所述预设电压异常波动密度阈值是根据企业生产或者行业标准设置的；在本实施例中，预设电压异常波动密度阈值可取值为0.01/h；

若计算获取的电压异常波动密度小于等于预设电压异常波动密度阈值，则生成电压异常波动密度小的信号，表示过去预设时间段内电网电压稳定；

若计算获取的电压异常波动密度大于预设电压异常波动密度阈值，则生成电压异常波动密度大的信号，表示过去预设时间段内电网电压不稳定。

基于获取的氢气生产异常程度和电压异常波动密度分析判断在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中是否存在风险，包括：

只要出现生成氢气生产异常程度高的信号或者生成电压异常波动密度大的信号的其中之一，则判定在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险；需要进一步结合电网的功率因数和谐波总畸变率进行分析，判断在电解水制氢系统接入电网后是否对电网产生影响，从而判断电解水制氢系统是否存在异常，进而进行预警处理；

通过在电解水制氢系统接入电网后的运行过程中，分析氢气生产异常程度和电压异常波动密度，以评估运行过程中是否存在风险；如果任一项指标显示异常，则表明电解水制氢系统与电网连接的运行过程中存在风险；这种检测分析方法简便高效，减少了对多个检测参数的需求，并且具有较高的灵敏度；其中当氢气生产异常程度或电压异常波动密度超出正常范围时，才进一步分析电网的功率因数和谐波总畸变率，以判断是否存在故障并进行及时处理；这种方法显著简化了电解水制氢系统接入电网后的异常检测程序，提高了系统运行监控的效率。

附加检测分析模块用于根据接入电解水制氢系统之前电网的第一功率因数数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二功率因数数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的功率因数影响程度，以及根据接入电解水制氢系统之前电网的第一谐波总畸变率数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二谐波总畸变率数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的谐波总畸变率影响程度值。

在电解水制氢系统接入电网之前，在电网中分别接入不同负载，并且检测获取不同负载下的功率因数数据和谐波总畸变率数据，并将在电解水制氢系统接入电网之前基于不同负载所检测获取的功率因数数据标记为第一功率因数数据集，将在电解水制氢系统接入电网之后基于不同负载所检测获取的功率因数数据标记为第二功率因数数据集，以及将在电解水制氢系统接入电网之前基于不同负载所检测获取的谐波总畸变率数据标记为第一谐波总畸变率数据集，将在电解水制氢系统接入电网之后基于不同负载所检测获取的谐波总畸变率数据标记为第二谐波总畸变率数据集；

其中，第一功率因数数据集、第二功率因数数据集、第一谐波总畸变率数据集以及第二谐波总畸变率数据集所包含的各个数值按照负载编号j的顺序进行排列；且j=1,2…m；m表示接入电网检测的不同负载的总数；其中负载的类型包括线性负载和非线性负载，在本实施例中，可以在线性负载类型中选择若干个不同负载，以及在非线性负载类型中选择若干个不同负载；

在检测功率因数或谐波总畸变率时，在电解水制氢系统接入电网之前和之后的相同类型负载接入电网的时间最好保持为一致，防止时长差异性影响后续预警分析结果；

第一功率因数数据集和第一谐波总畸变率数据集的获取可以是在电解水制氢系统接入电网之前获取并作为历史数据存储在数据库中，当运行风险评估模块分析出过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险，则可以从数据库中提取第一功率因数数据集和第一谐波总畸变率数据集，并将第一功率因数数据集和第一谐波总畸变率数据集所包含的各个不同的负载以相同的连接时间再次接入负载，检测获取第二功率因数数据集和第二谐波总畸变率数据集。

根据接入电解水制氢系统之前电网的第一功率因数数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二功率因数数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的功率因数影响程度，包括：

将第一功率因数数据集中的数值标记为，将第二功率因数数据集中的数值标记为；

基于第一功率因数数据集计算接入电解水制氢系统之前的功率因数波动系数CPa，基于第二功率因数数据集计算接入电解水制氢系统之后的功率因数波动系数CPb，计算公式分别为：

；

；

波动系数值提供了数据的相对波动程度，较高的波动系数值意味着数据的波动较大，在本实施例中，高波动系数表示功率因数在不同负载条件下的变化较大，这意味着电力系统的不稳定性；且高波动可能会影响电力设备的性能，功率因数的大幅波动可能导致电力质量问题，如电压跌落、电力损耗增加等；较低的波动系数值则表明功率因数的波动较小；则相应的问题也会减轻。

基于接入电解水制氢系统之前的功率因数波动系数CPa和接入电解水制氢系统之后的功率因数波动系数CPb，计算接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP；；

对接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP进行数值分析，判断接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度；

若RP≥1，则表示接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度小；若0＜RP＜1，则表示接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度大。

根据接入电解水制氢系统之前电网的第一谐波总畸变率数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二谐波总畸变率数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的谐波总畸变率影响程度值，包括：

将第一谐波总畸变率数据集中的数值标记为，将第二谐波总畸变率数据集中的数值标记为；

基于第一谐波总畸变率数据集计算接入电解水制氢系统之前的谐波总畸变率波动系数CTa和基于第二谐波总畸变率数据集计算接入电解水制氢系统之后的谐波总畸变率波动系数CTb，计算公式分别为：

；

；

谐波总畸变率波动系数越大，表明谐波畸变的稳定性较差，可能指示电网中存在谐波源不稳定、电网质量问题、负载波动或系统设计问题；监测和分析谐波波动系数有助于识别和解决电力系统中的谐波问题，从而提高电网的稳定性和电力质量。

基于接入电解水制氢系统之前的谐波总畸变率波动系数CTa和接入电解水制氢系统之后的谐波总畸变率波动系数CTb，计算接入电解水制氢系统前后的谐波总畸变率影响程度RT；；

对接入电解水制氢系统前后的谐波总畸变率影响程度RT进行数值分析，判断接入电解水制氢系统对电网谐波总畸变率负面影响的程度；

若RT≥1，则表示接入电解水制氢系统对电网谐波总畸变率负面影响的程度小；若0＜RT＜1，则表示接入电解水制氢系统对电网谐波总畸变率负面影响的程度大。

当在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险时，则获取在过去时间段内电解水制氢系统接入电网的制氢电能消耗速率和电压异常波动密度f、接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP和谐波总畸变率影响程度RT；将获取的各个数值进行归一化处理，将经过归一化处理后的制氢电能消耗速率、电压异常波动密度f、功率因数影响程度RP和谐波总畸变率影响程度RT分别赋予预设比例系数，计算电解水制氢系统接入电网的运行故障指数，计算公式为：

；

式中，s1、s2、s3以及s4分别为制氢电能消耗速率、电压异常波动密度、功率因数影响程度和谐波总畸变率影响程度的预设比例系数；且s1、s2、s3以及s4的取值均大于0；其中，s1、s2、s3以及s4的取值是根据相应指标对电解水制氢系统接入电网的影响程度设置的。

将计算获取的运行故障指数与预设运行故障指数预警值比对，分析判断是否需要对电解水制氢系统接入电网的运行进行预警；其中，预设运行故障指数预警值是由相关技术人员根据电解水制氢系统接入电网所检测计算的大量运行故障指数数值与制氢行业标准和电网电力系统维护行业标准分析获取的。

其中，若计算获取的运行故障指数大于预设运行故障指数预警值，则生成电解水制氢系统接入电网运行故障预警信号，通知相关技术人员及时处理；

若计算获取的运行故障指数小于等于预设运行故障指数预警值，则生成电解水制氢系统接入电网运行正常信号，此时无需处理。

在本发明中，当分析出过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险，则根据接入电解水制氢系统之前电网的第一功率因数数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二功率因数数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的功率因数影响程度，以及根据接入电解水制氢系统之前电网的第一谐波总畸变率数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二谐波总畸变率数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的谐波总畸变率影响程度值，进而结合氢气生产异常程度、电压异常波动密度、功率因数影响程度以及电力质量影响程度值进行综合分析，对电解水制氢系统接入电网的运行故障进行预警，为电解水制氢系统接入电网后的运行提供全面的故障预警和风险评估；

这种方法不仅提高了故障检测的准确性和效率，还优化了电力系统的运行和管理，支持科学决策，具有显著的安全性、灵活性和成本效益，解决了单一参数频繁预警以及单一参数无法准确反映电解水制氢系统接入电网的整体运行状态的问题。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

Claims (8)

1.电解水制氢系统接入电网试验测试系统，其特征在于：包括：

运行风险评估模块，用于在电解水制氢系统接入电网之后分析获取过去预设时间段内的氢气生产异常程度和电压异常波动密度，基于获取的氢气生产异常程度和电压异常波动密度分析判断在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中是否存在风险；

附加检测分析模块，用于根据接入电解水制氢系统之前电网的第一功率因数数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二功率因数数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的功率因数影响程度，以及根据接入电解水制氢系统之前电网的第一谐波总畸变率数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二谐波总畸变率数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的谐波总畸变率影响程度值；

综合分析预警模块，用于在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险时，结合氢气生产异常程度、电压异常波动密度、功率因数影响程度以及电力质量影响程度值进行综合分析，对电解水制氢系统接入电网的运行故障进行预警。

2.根据权利要求1所述的电解水制氢系统接入电网试验测试系统，其特征在于：所述氢气生产异常程度的获取方式包括：

获取过去预设时间段内的氢气生产量和电能消耗量，分别标记为和；根据获取的过去预设时间段内的氢气生产量和电能消耗量，计算获取在过去时间段内电解水制氢系统接入电网的制氢电能消耗速率，计算公式为：；

将计算获取的制氢电能消耗速率与预设制氢电能消耗速率阈值比对；若计算获取的制氢电能消耗速率大于预设制氢电能消耗速率阈值，则生成氢气生产异常程度高的信号；若计算获取的制氢电能消耗速率小于等于预设制氢电能消耗速率阈值，则生成氢气生产异常程度低的信号。

3.根据权利要求2所述的电解水制氢系统接入电网试验测试系统，其特征在于：所述电压异常波动密度的获取方式包括：

获取在电解水制氢系统接入电网之后电网在过去预设时间段内的电压序列值；将过去预设时间段均匀分割为n个监测时间区间，计算每个监测时间区间内的电压波动值，计算公式为：；式中，i表示监测时间区间的编号，i=1,2…n，n为时间区间的数量；和分别表示第i个监测时间区间内的最大电压幅度值和最小电压幅度值，表示电压正常幅度值；

统计过去预设时间段内电压波动值不符合预设电压波动标准范围的监测时间区间的数量k；

根据计算公式，获取电解水制氢系统接入电网之后电网在过去预设时间段内电网的电压异常波动密度；式中，T表示监测时间区间的时间值；

将计算获取的电压异常波动密度与预设电压异常波动密度阈值比对，若计算获取的电压异常波动密度小于等于预设电压异常波动密度阈值，则生成电压异常波动密度小的信号；若计算获取的电压异常波动密度大于预设电压异常波动密度阈值，则生成电压异常波动密度大的信号。

4.根据权利要求3所述的电解水制氢系统接入电网试验测试系统，其特征在于：所述基于获取的氢气生产异常程度和电压异常波动密度分析判断在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中是否存在风险，包括：只要出现生成氢气生产异常程度高的信号或者生成电压异常波动密度大的信号的其中之一，则判定在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险。

5.根据权利要求4所述的电解水制氢系统接入电网试验测试系统，其特征在于：第一功率因数数据集、第二功率因数数据集、第一谐波总畸变率数据集以及第二谐波总畸变率数据集所包含的各个数值按照负载编号j的顺序进行排列；且j=1,2…m；m表示接入电网检测的不同负载的总数。

6.根据权利要求5所述的电解水制氢系统接入电网试验测试系统，其特征在于：所述根据接入电解水制氢系统之前电网的第一功率因数数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二功率因数数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的功率因数影响程度，包括：

将第一功率因数数据集中的数值标记为，将第二功率因数数据集中的数值标记为；

基于第一功率因数数据集计算接入电解水制氢系统之前的功率因数波动系数CPa，基于第二功率因数数据集计算接入电解水制氢系统之后的功率因数波动系数CPb，计算公式分别为：

；

；

基于接入电解水制氢系统之前的功率因数波动系数CPa和接入电解水制氢系统之后的功率因数波动系数CPb，计算接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP；；

对接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP进行数值分析，判断接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度；

若RP≥1，则表示接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度小；若0＜RP＜1，则表示接入电解水制氢系统对电网功率因数负面影响的程度大。

7.根据权利要求6所述的电解水制氢系统接入电网试验测试系统，其特征在于：所述根据接入电解水制氢系统之前电网的第一谐波总畸变率数据集和接入电解制水氢系统之后电网的第二谐波总畸变率数据集分析获取接入电解水制氢系统对电网的谐波总畸变率影响程度值，包括：

将第一谐波总畸变率数据集中的数值标记为，将第二谐波总畸变率数据集中的数值标记为；

基于第一谐波总畸变率数据集计算接入电解水制氢系统之前的谐波总畸变率波动系数CTa和基于第二谐波总畸变率数据集计算接入电解水制氢系统之后的谐波总畸变率波动系数CTb，计算公式分别为：

；

；

基于接入电解水制氢系统之前的谐波总畸变率波动系数CTa和接入电解水制氢系统之后的谐波总畸变率波动系数CTb，计算接入电解水制氢系统前后的谐波总畸变率影响程度RT；；

对接入电解水制氢系统前后的谐波总畸变率影响程度RT进行数值分析，

若RT≥1，则表示接入电解水制氢系统对电网谐波总畸变率负面影响的程度小；若0＜RT＜1，则表示接入电解水制氢系统对电网谐波总畸变率负面影响的程度大。

8.根据权利要求7所述的电解水制氢系统接入电网试验测试系统，其特征在于：所述综合分析预警模块具体包括：

当在过去预设时间段内电解水制氢系统接入电网的运行过程中存在风险时，则获取在过去时间段内电解水制氢系统接入电网的制氢电能消耗速率和电压异常波动密度f、接入电解水制氢系统前后的功率因数影响程度RP和谐波总畸变率影响程度RT；将获取的各个数值进行归一化处理，将经过归一化处理后的制氢电能消耗速率、电压异常波动密度f、功率因数影响程度RP和谐波总畸变率影响程度RT分别赋予预设比例系数，计算电解水制氢系统接入电网的运行故障指数，计算公式为：

；

式中，s1、s2、s3以及s4分别为制氢电能消耗速率、电压异常波动密度、功率因数影响程度和谐波总畸变率影响程度的预设比例系数；且s1、s2、s3以及s4的取值均大于0；

将计算获取的运行故障指数与预设运行故障指数预警值比对，分析判断是否需要对电解水制氢系统接入电网的运行进行预警；

若计算获取的运行故障指数大于预设运行故障指数预警值，则生成电解水制氢系统接入电网运行故障预警信号，通知相关技术人员及时处理；

若计算获取的运行故障指数小于等于预设运行故障指数预警值，则生成电解水制氢系统接入电网运行正常信号，此时无需处理。