燃料电池发电系统的控制研究

发布时间：2023-03-26 13:07

　　燃料电池是一种新型的绿色能源,与传统化石能源相比,具有无污染、零排放、系统可靠性高、环境适应能力强、功率密度高的优势。因燃料电池具有的上述优势,在汽车、航天、军事等各领域有着广泛的应用。随着燃料电池性价比的提高和性能的优化,燃料电池将有着巨大的市场潜力。质子交换膜燃料电池(简称PEMFC,Proton exchange membrane fuel cell)相比于其它类型的燃料电池具有电能转化效率高、无废弃物排放、工作环境要求低的优点,因此它主导了当前的燃料电池应用市场。虽然,燃料电池相比于其它形式的新能源发电方式存在着较多的优势。不容忽视的是,燃料电池同样存在缺陷,如电气输出特性偏软,当负载功率输出波动时,燃料电池的能量转换效率和工作寿命会降低或减少。因此,克服燃料电池存在的上述缺陷,提升燃料电池的动、静态输出特性成为燃料电池应用过程中的关键问题。结合燃料电池应用过程中存在的问题,论文将进行如下主要工作是:立足改善或克服燃料电池的缺陷,对燃料电池发电系统的优化、控制进行研究。进行燃料电池研究的基础是建立电池的数学模型,首先在分析燃料电池工作原理、电化学特性的基础上,建立PEMFC系统...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的意义与来源
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 燃料电池模型的研究现状
        1.2.2 燃料电池最大功率跟踪研究现状
        1.2.3 燃料电池控制系统发展现状
    1.3 主要研究的内容
第二章 燃料电池的特性分析
    2.1 燃料电池工作原理
    2.2 燃料电池电气特性
    2.3 燃料电池电化学特性
    2.4 PEMFC线性模型仿真
    2.5 本章小结
第三章 燃料电池最大功率输出的控制研究
    3.1 燃料电池的电压模型
    3.2 燃料电池最大功率输出控制
        3.2.1 欧姆极化区最大功率输出控制原理
        3.2.2 不同工况下最大功率输出控制策略
    3.3 最大功率输出控制策略仿真验证
    3.4 本章小结
第四章 基于可拓控制燃料电池功率调节系统的研究
    4.1 燃料电池发电系统介绍
    4.2 可拓控制的基本结构和原理
    4.3 燃料电池系统可拓控制器的设计
        4.3.1 可拓控制器的结构
        4.3.2 特征量的选取和特征模式的确定
        4.3.3 特征状态关联度的计算
        4.3.4 确定控制模式和计算控制器输出
    4.4 燃料电池发电系统的仿真
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3771017