基于扩张状态观测器的PEMFC发电系统串级滑模控制方法

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)发电系统过氧比(oxygen excess ratio,OER)控制过程中存在强非线性、不确定性以及外部干扰,对系统的稳定高效运行提出挑战。提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的串级滑模控制(cascade sliding mode control,CSMC)方法。该控制方法采用双环控制策略,控制内环为基于ESO的等速趋近律滑模算法,其中ESO用于实现系统总扰动的实时观测与反馈补偿;外环为在一定系统边界下快速收敛的Super-twisting滑模算法。最后,在RT-LAB半实物平台上,考虑扰动及参数摄动,对所提出的CSMC方法进行对比实验。实验结果表明,所提出的控制方法不仅具有更快的响应速度及更小超调量,而且能够更好地抑制外部扰动及内部不确定性的影响,表现出更强的抗扰能力和鲁棒性。     

计及功率交互约束的含电-氢混合储能的多微电网系统容量优化配置

在混合交直流多微网系统中,其经济性和运行可靠性受到容量优化配置的影响。考虑到基于电储能以及氢储能系统(电解槽/燃料电池/储氢罐)的混合储能系统所具有的优势,建立了电-氢混合储能型多微网系统框架。其次,针对电-氢混合储能型多微网系统,提出了考虑系统的实时能量供需状态和储能状态的多微网运行控制策略。在容量优化配置模型中引入功率交互约束模型,并在配置过程中嵌入所提出的运行控制策略。最后,以算例分析证明功率交互约束的必要性,并采用灰狼-正弦余弦优化算法求解配置模型。所得配置结果优于改进灰狼算法和改进粒子群算法。通过模拟全年运行情况,验证了所提优化配置方法的有效性和电-氢混合储能系统在季节性储能上的优势。     

余电上网/制氢方式下微电网系统全生命周期经济性评估

为全面评估微电网系统不同运营方式下的经济性,从全社会角度出发,综合分析余电上网和余电制氢2种运营方式下微电网系统的成本和效益.考虑到不同类型、不同容量的分布式电源对微网系统各方面性能的影响,首先对微电网中的分布式电源定容问题进行研究.在满足具体约束的前提下,以全生命周期综合收益最大为目标函数,建立微电网系统双层优化模型.该双层优化模型上层优化采用自适应粒子群算法求解系统最优配置,下层优化采用CPLEX求解器求解上层配置方案下的最优调度方案.在此基础上,运用所建全寿命周期经济性评估模型,对具体算例最优配置下各成本和收益以及自平衡率进行对比分析,并得出余电制氢计划这一运营方式更具经济性的结论.