本发明涉及电解水制氢，具体而言，涉及一种电解水制氢液位测量滤波方法。
背景技术：
1、电解水制氢系统中，对液位的平衡调节能力是控制系统的核心，它关系到电解水制氢系统的稳定运行。液位的波动不但会影响所产氢气的质量，还会大大影响调节阀的寿命，这是因为当液位波动时，为了平衡液位，调节阀将不断调整，动作将非常频繁。
2、液位在调整到相对平稳时，会受到传感器的测量误差和噪声影响，以及液位本身冲击的影响(循环的液体中包含了大量气体，气体的析出会使得液位出现随机的抖动)，使得液位始终有一定的波动量。为了控制这些波动量，调节阀将不停地进行调整，但却无法消除这些波动(误差波动)，反而会造成液位的震荡，使波动更大。在运行过程中，液位平衡度的变化是相对快速的，这将要求调节阀能快速响应，响应速度越快对误差波动的放大效果就会越大。现有的电解水制氢系统中，当设备已经到达平稳状态时，液位仍然有较大的波动量，调节阀也将不停地进行动作。
3、现有技术中通过低通滤波或均值滤波等滤波方式对液位进行滤波，会使波动量有所改善，但效果不佳。因为这些滤波方式有很强的滞后性，滞后性又会造成调节的震荡，加大波动量。所以低通滤波或均值滤波等有滞后性的滤波方式只能小幅度的使用，减少一些轻微的波动，对整个制氢系统中的液位平衡调节效果改善有限。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种电解水制氢液位测量滤波方法，以解决现有技术中电解水制氢系统中液位波动量较大，现有的滤波方式对系统液位平衡调节效果改善有限的问题。
2、本发明是采用以下的技术方案实现的：
3、本发明提供一种电解水制氢液位测量滤波方法，包括以下步骤：
4、s1：通过电解槽分离器氧气侧的氧液位传感器和氢气侧的氢液位传感器分别测量电解槽氧气侧和氢气侧的液位，分别对氧液位传感器和氢液位传感器的测量值进行滤波，得到氧气侧和氢气侧液位的一级滤波值；此时，将该侧液位的一级滤波值作为该侧的实际液位；
5、s2：将氧气侧和氢气侧液位进行滤波后所得到的实际液位相减得到液位差；
6、s3：对液位差进行滤波，得到平滑的液位差，供调节阀作为调节的依据。
7、作为优选的技术方案：
8、当测量电解槽氧气侧和氢气侧的液位至少两次后，在步骤s1中对氧液位传感器和氢液位传感器的测量值进行滤波后，进行变化率滤波。
9、作为优选的技术方案：
10、进行变化率滤波包括以下步骤：
11、b1：设置调节比例参数；
12、b2：计算电解槽一侧的液位变化率并对其取绝对值，用液位变化率绝对值乘以调节比例参数，得到电解槽另一侧液位的允许最大变化量；
13、当另一侧的液位变化量大于该侧液位的允许最大变化量时，此时，将允许的液位最大变化值作为该侧的实际液位，液位最大变化值根据该侧上次一级滤波值和允许最大变化量来确定，当该侧本次一级滤波值大于该侧上次一级滤波值时，最大变化值为该侧上次一级滤波值与允许最大变化量的和，当该侧本次一级滤波值小于该侧上次一级滤波值时，最大变化值为该侧上次一级滤波值与允许最大变化量的差；当另一侧的液位变化量小于该侧液位的允许最大变化量时，此时，将该侧本次一级滤波值作为该侧的实际液位。
14、作为优选的技术方案：
15、其中，液位变化率为单位时间内的液位变化量；液位变化量为该侧本次液位测量值与该侧上次一级滤波值的差。
16、作为优选的技术方案：
17、计算氢气侧的液位变化率并对其取绝对值，用液位变化率绝对值乘以调节比例参数，得到氧气侧液位的允许最大变化量；计算氧气侧的液位变化率并对其取绝对值，用液位变化率绝对值乘以调节比例参数，得到氢气侧液位的允许最大变化量；
18、当氧气侧的液位变化量大于氧气侧液位的允许最大变化量时，此时，将氧气侧液位最大变化值作为该侧的实际液位，最大变化值为氧气侧上次一级滤波值与允许最大变化量的和或差，当氧气侧本次一级滤波值大于氧气侧上次一级滤波值时，最大变化值为氧气侧上次一级滤波值与允许最大变化量的和；当氧气侧本次一级滤波值小于氧气侧上次一级滤波值时，最大变化值为氧气侧上次一级滤波值与允许最大变化量的差；当氧气侧的液位变化量小于氧气侧液位的允许最大变化量时，将氧气侧本次一级滤波值作为该侧的实际液位；
19、当氢气侧的液位变化量大于氢气侧液位的允许最大变化量时，此时，将氢气侧液位最大变化值作为该侧的实际液位，最大变化值为氢气侧上次一级滤波值与允许最大变化量的和或差，当氢气侧本次一级滤波值大于氢气侧上次一级滤波值时，最大变化值为氢气侧上次一级滤波值与允许最大变化量的和；当氢气侧本次一级滤波值小于氢气侧上次一级滤波值时，最大变化值为氢气侧上次一级滤波值与允许最大变化量的差；当氢气侧的液位变化量小于氢气侧液位的允许最大变化量时，将氢气侧本次一级滤波值作为该侧的实际液位。
20、作为优选的技术方案：
21、设置最大液位差参数，若通过测量值得到的液位差大于最大液位差参数，则将该侧液位的一级滤波值直接作为该侧的实际液位，不进行变化率滤波。
22、作为优选的技术方案：
23、步骤s1和步骤s3中的滤波方式采用低通滤波、均值滤波、或卡尔曼滤波。
24、作为优选的技术方案：
25、在对液位差进行滤波时，选用卡尔曼滤波方式；
26、进行卡尔曼滤波的步骤包括：
27、k1：根据上次液位差的变化量、调节阀的动作变化量和产氢量的变化量及各自对应的比例系数估计出本次的液位差，即本次液位差估计值；
28、k2：根据上次液位差的误差率估算出本次液位差估计值的误差率；
29、k3：根据滤波前的液位差、本次液位差估计值、本次液位差估计值的误差率和测量误差率计算出本次最终实际液位差，并计算出本次最终实际液位差的误差率。
30、作为优选的技术方案：
31、在电解水制氢系统中，氧液位传感器和氢液位传感器分别位于电解槽分离器的氧气侧和氢气侧，氧液位传感器和氢液位传感器分别用于监测电解槽分离器氧气侧和氢气侧的液位变化。
32、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
33、1、本发明进行两级滤波，先分别对氢气侧和氧气侧的液位传感器进行滤波，再把滤波后氢气侧和氧气侧的液位相减得到液位差，再对液位差进行滤波，一级滤波用于消除单个传感器的误差，并为变化率滤波提供基础，最后的液位差是调节阀动作的依据，需要尽可能的平滑，因此再对液位差进行一次滤波，两次滤波的作用不一样，分成两次滤波后，还可以根据各段不同的特性选择不同的滤波方式，改善滤波造成的滞后性，最后滤波的结果更平滑，滞后性更小，以此作为调节阀的参考，调节阀将更准确、更及时地进行调节，同时避免调节阀的频繁抖动，这样就可以使系统中的液位波动量更小，改善电解水制氢系统中的液位波动量，提高所产氢气的质量，减少氢气中的杂质，减少氢氧互串的量，降低氢中氧的浓度和氢中氧的浓度，提高系统的安全性，减小调节阀的动作频率和动作幅度，提高调节阀的使用寿命。
34、2、本发明使用液位变化率的方式滤波，根据一侧的液位变化率计算出另一侧液位的允许最大变化量，并限制另一侧的液位变化量；由于电解槽分离器的特性(一边液位下降时，另一半液位就会相应的升高)，变化率滤波的效果非常明显，根据氢气侧的液位变化率来滤除掉氧气侧的液位突然变化误差，根据氧气侧的液位变化率来滤除掉氢气侧的液位突然变化误差，从而消除因液位本身的抖动造成的误差。
35、3、本发明在根据液位变化率进行滤波时，加入调节比例参数，来调节滤波的灵敏度，从而提高滤波器的鲁棒性，提高测量精度，灵活调整系统响应速度，适应不同传感器特性。
36、4、本发明在电解水制氢系统中加入卡尔曼滤波方式，在卡尔曼滤波方式中，根据上一次的液位差变化量、产氢量变化量、调节阀变化量进行这次的液位差估算，通过不断的卡尔曼滤波计算后得到最终平滑的液位差，调节阀根据这个液位差去调节，将减少调节阀的误动作量，使得液位更加平稳。
1.一种电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的电解水制氢液位测量滤波方法，其特征在于：
