空冷型质子交换膜燃料电池实验研究

对实验室自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况时的稳定性、负载阶跃响应、单体电池电压分布以及表面温度分布开展了实验研究。实验结果表明:定期阳极排气可维持空冷型PEMFC长时间稳定运行;大负载条件下,单体电池电压分布均匀性降低,呈现两边高、中间低的现象;电池组温度分布与单体电池电压分布具有一致性。该工作对于空冷型PEMFC性能研究以及燃料电池系统效率提升具有一定的指导和参考价值。     

基于直接功率控制的AC-AC换流器控制策略研究

采用SVPWM的AC-AC换流器技术已经在实际中得到广泛的应用。针对AC-AC换流器控制方法,本文研究了一种新的控制策略,即直接功率控制(direct power control,DPC)策略。该控制策略实时检测和计算换流器的瞬时有功功率和无功功率,与给定的有功与无功功率值进行比较,发出控制信号,控制瞬时无功功率和瞬时有功功率在允许的范围。通过直接对系统的有功与无功进行控制,并网变流器能方便地实现以单位功率因数或者接近单位功率因数向电网馈送能量。最后,基于Matlab/Simulink的数字仿真验证了所设计的控制器具有很好的控制性能。     

无外增湿质子交换膜燃料电池线性温度扫描实验

为分析温度对电池性能影响的主要原因,搭建采用半导体制冷片作为新型控温设备的模糊控制温度控制实验测试平台,对实验室自制的无外增湿阴极开放式质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)进行了线性温度扫描实验。通过跟踪电池随温度变化的输出特性,得到不同负载电压下电池最佳工作温度点。从PEMFC水热平衡管理的角度,着重分析了PEMFC分别在大/小负载情况下,温度对电池性能的影响的原因。     

质子交换膜燃料电池的温度控制实验

针对自增湿阴极开放式质子交换膜燃料电池(PEMFC),提出采用半导体制冷片作为温度控制装置的方案。研究半导体制冷片的工作电压对于温度控制动态响应特性的影响,验证该控制方案的可行性。指出了燃料电池测试中采样频率设置的原则,提出采用双输入双输出模糊控制器,结合脉宽调制技术和电压控制的控制方法,改善控制效果。     

PEMFC电池堆单体电池电压巡检系统开发与实验

设计了基于差分运放和光耦开关的硬件采样模块,以及基于Lab VIEW的算法程序、数据采集及界面控制的软件处理模块的燃料电池单电池电压特性巡检系统。该系统精度高、抗干扰性强、测试电压路数多,而且能实现数据的实时采集、显示和保存,并对电压异常情况进行警示。本系统已成功应用于百瓦级阴极开放式燃料电池堆的测试,实验证明具有良好的测试精度与稳定性。     

微网虚拟同步发电机下的自适应滑模控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)通常用作微网逆变器中各种分布式电源的接口,以便使系统具有更大的惯性。负荷中的不平衡和非线性负载会对逆变器输出电压造成的影响。为此,设计了一种电压自适应滑模控制器。以VSG作为基础控制器,然后根据系统在αβ坐标系下的方程,将系统的负载电流作为扰动,设计自适应扰动补偿,使系统能在保持稳定的条件下,减少输出电压的抖振。最后,对控制策略进行仿真,结果验证了控制策略在电压不平衡与谐波抑制方面的有效性与鲁棒性,提高了微网逆变器输出电压的电能质量,减少了并联逆变器之间的环流。