游艇燃料电池混合动力系统的模糊逻辑控制策略研究

文章针对内河及湖泊小型游艇,采用燃料电池和蓄电池组并联结构作为游艇混合动力系统,设计相应的模糊逻辑控制策略对能量进行管理,运用MATLAB/Simulink软件搭建燃料电池游艇混合动力系统及模糊逻辑控制器的仿真模型。仿真结果表明,混合动力系统及其模糊逻辑控制策略能够实现游艇航行中的能量控制,并且满足节能减排的要求。     

燃料电池混合动力系统的极小值控制策略

质子交换膜燃料电池和蓄电池构成的混合动力系统在UUV上有着广阔的应用前景。由于燃料电池自身的工作效率和循环寿命与其工作状态直接相关,因此协调2个能量单元之间的功率分配就成了混合动力系统在开发过程中的关键任务。为了利用能量分配使整个系统工况达到最优,一系列最优化控制理论在混合动力系统中得到应用,并发挥了重要作用。为了将系统的等效氢气消耗总量降到最低,本文重点介绍一种针对UUV混合动力系统的基于极小值原理的能量管理策略。相比之前的控制策略,本文方法能够将全局优化问题转化为局部优化问题,且无需全航程的功率信息作为先验知识。最后利用某小型UUV的典型功率负载曲线开展模拟计算,计算结果显示,从3种不同的初始值开始计算过程最终都能收敛至最优解的某个邻域内,说明提出的控制算法具有很好的鲁棒性,能够在UUV的能量管理系统中实现很好的在线功率分配,达到等效氢耗量最小的优化目标。本文方法具有计算效率高、占用内存少的优势,为实现工程应用中的在线调节创造了可能。     

燃料电池混合动力系统的极小值控制策略

质子交换膜燃料电池和蓄电池构成的混合动力系统在UUV上有着广阔的应用前景。由于燃料电池自身的工作效率和循环寿命与其工作状态直接相关,因此协调2个能量单元之间的功率分配就成了混合动力系统在开发过程中的关键任务。为了利用能量分配使整个系统工况达到最优,一系列最优化控制理论在混合动力系统中得到应用,并发挥了重要作用。为了将系统的等效氢气消耗总量降到最低,本文重点介绍一种针对UUV混合动力系统的基于极小值原理的能量管理策略。相比之前的控制策略,本文方法能够将全局优化问题转化为局部优化问题,且无需全航程的功率信息作为先验知识。最后利用某小型UUV的典型功率负载曲线开展模拟计算,计算结果显示,从3种不同的初始值开始计算过程最终都能收敛至最优解的某个邻域内,说明提出的控制算法具有很好的鲁棒性,能够在UUV的能量管理系统中实现很好的在线功率分配,达到等效氢耗量最小的优化目标。本文方法具有计算效率高、占用内存少的优势,为实现工程应用中的在线调节创造了可能。     

舰船燃料电池动力系统研究现状

燃料电池系统具有高效率、低噪声、低电磁信号等显著优点,是未来舰船动力源的最有力竞争者之一。阴极进排气系统、阳极进排气系统、燃料电池堆、水热管理系统以及系统总体优化技术都有尚待解决的难点;贮氢固体的低温释氢技术、重整制氢过程中的高效除硫技术、高温质子交换膜的制取将是实现燃料电池系统广泛应用的关键。     

基于新能源的船舶动力系统分布式控制策略

随着海上经济向着可持续化方向发展,柴油动力船舶的环境污染问题引起社会各界关注。柴油动力船舶会发生燃油泄漏等事故,不利于海上环境的可持续发展。近年来,风能、太阳能等新能源为动力的船舶动力系统获得了社会各界的重视。相对于传统的柴油动力系统,基于新能源的船舶动力系统具有环保、可持续的特点,但也存在能量分散、密度低,且易受气象条件影响。本文针对新能源在船舶动力系统的应用问题,研究了一种复合式船舶动力推进系统,并对该动力系统的分布式控制策略进行详细研究。     

固体氧化物燃料电池船舶动力系统的动态仿真(英文)

Solid oxide fuel cell (SOFC) has been identified as an effective and clean alternative choice for marine power system. This paper emphasizes on the dynamic modeling of SOFC power system and its performance based upon marine operating circumstance. A SOFC power system model has been provided considering thermodynamic and electrochemical reaction mechanism. Subcomponents of lithium ion battery, power conditioning unit, stack structure and controller are integrated in the model. The dynamic response of the system is identified according to the inertia of its subcomponent and controller. Validation of the whole system simulation at steady state and transit period are presented, concerning the effects of thermo inertia, control strategy and seagoing environment. The simulation results show reasonable accuracy compare with lab test. The models can be used to predict performance of a SOFC power system and identify the system response when part of the component parameter is adjusted.     

未来常规潜艇对新型动力系统的需求

本文从未来常规潜艇作战需求出发,提出必须发展新型动力系统,以满足全程水下、隐蔽作战需要的观点;分析了燃料电池的先进性,得出燃料电池是常规潜艇AIP最佳的动力方案;介绍燃料电池在国外常规潜艇的应用情况及我国潜艇用燃料电池发展情况;提出了我国燃料电池技术有关科研单位应当继续跟踪世界燃料电池技术并加强研究、有关职能部门应当及时推进燃料电池实艇应用的建议。     

水下航行器用氢氧燃料电池动力系统

本文介绍了水下航行器用氢氧燃料电池动力系统的关键技术及其难点,并提出该系统原理样机的设计方案,其基本组成包括燃料电池电堆、辅助设备、储氢罐、储氧罐和监控设备等。相关的计算和分析对类似的氢能系统具有一定的参考价值。     

燃料电池混合动力船舶的功率跟踪控制研究

提出了一种基于模型预测控制的燃料电池超级电容混合动力船舶的功率跟踪控制策略。在提升了系统的瞬态功率响应能力的同时,实现了对超级电容中能量的滚动储备;在平抑燃料电池系统的端口功率波动的同时,实现了系统的可靠运行。仿真结果表明了所提出的控制策略的有效性,对比不同控制参数的情况,验证了控制器设计的有效性。     

常规潜艇燃料电池AIP系统氢源技术应用研究

为了解决常规潜艇燃料电池AIP系统在密闭、狭小空间内安全、可靠、高效存储或制备氢气的问题,根据潜艇的特点以及作战需求,在简要分析工业上常用储氢和制氢技术的基础上,综合比较了各种氢源技术方案的装艇优缺点,提出了一种适用于常规潜艇燃料电池系统的氢源技术——NaBH4水解制氢.     

燃料电池船舶复合供能系统控制策略设计与仿真

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态（State of Charge,SOC）极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。     

氢空燃料电池系统用空气过滤器研究概述

空气过滤器是氢空燃料电池系统中的重要元部件,它能有效地去除进料空气中的有害气体杂质及颗粒粉尘,同时还考虑空气供给回路中的压力损失.本文介绍了空滤器的滤壳和滤芯的结构特征,并重点讨论了压力降、吸附能力和过滤效率等三个设计原则和参数;总结分析了目前国内外空滤器的产品和研究情况,最后为高性能空滤器的设计方向提供建议.     

燃料电池储氢技术专利分析

储氢技术是氢能燃料电池发展的核心问题,本文对燃料电池储氢技术在中国的专利申请进行统计,对申请时间分布、技术方向分类、主要申请人构成、法律状态等方向进行分析,为该领域研究人员及企业提供研究态势和发展思路参考.     

有源滤波器复合控制策略的研究

传统PI控制存在缺陷,为了实现无差精确控制,本文设计了基于模糊自调整的广义积分控制策略,通过模糊辅助调整器来动态调节广义积分控制器的各个控制参数,使此电流控制器可以同时获得较好的动态性能及稳态性能。该控制方法有效地提高了系统的目标跟随特性、抗干扰性和鲁棒性,并且具有计算量小、容易工程实现的特点。仿真与实验结果验证了文中所提出的复合控制策略的有效性和可行性。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略

由于研究对象、运行要求和调控手段存在差异,陆用电力系统和传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用到中压直流综合电力系统中。针对中压直流综合电力系统的能量优化调控需求,建立综合电力系统燃油经济性调度模型,提出基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现对整流发电机组出力的优化。同时,提出适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度的方法,实现对发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证该方法的有效性。     

基于PEM中性点移位载波调制可重构控制仿真研究

电力电子变换装置的重要发展方向是高电压大容量,多电平变换装置以电力电子模块(PEM)为基本单元,是实现高电压大容量的重要途径,可靠性是衡量模块化多电平变换装置优劣的重要性能指标。该文以电力电子模块多电平变换装置的可重构控制途径为基础,分析出了中性点移位加故障模块旁路重构法,计算出了多种故障状态下的中性点移位参数,提出了两种中性点移位载波调制(CPSPWM、SFO-CPSPWM)电力电子模块可重构控制策略,并进行了两种控制策略的对比仿真。仿真结果验证了两种载波调制可重构控制策略的有效性及正确性。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略研究

由于研究对象、运行要求及调控手段的差异,陆用电力系统与传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用于中压直流综合电力系统。针对中压直流综合电力系统能量优化调控需求,建立了综合电力系统燃油经济性调度模型,提出了基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现了对整流发电机组出力的优化,同时提出了适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度实现方法,实现了发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证了所提出方法的有效性。     

风光互补能源系统的结构与控制策略研究

在世界能源短缺的大背景下,风光互补型能源系统以其较高的可靠性和经济型,目前成为了一种被广泛认可的能源解决方案.风能和太阳能的特性,设计了一种基于远程控制终端(RTU)的风光互补能源系统.简要介绍了其基本构成,以及系统的控制策略.并通过计算机仿真对控制方案进行了验证.实验结果对今后风光互补型能源系统的设计与研究有一定指导...