一种含燃料电池发电系统的广义综合负荷模型

基于MATLAB/Simulink仿真工具并运用总体测辨建模的方法,研究燃料电池发电系统对配电网侧综合负荷建模的影响。通过对暂态过程中燃料电池发电系统的动态运行特性分析,将燃料电池发电系统看做一个功率消耗为负的广义动态负荷,并采用二阶微分状态方程建立其动态行为的数学模型,进而提出用感应电动机并联燃料电池和静态负荷的广义综合负荷模型来等效描述含燃料电池发电系统的配电网侧综合负荷特性。对3种典型运行方式下系统受到不同的扰动强度进行仿真分析,验证了所提出的广义综合负荷模型的有效性、内插外推能力和参数稳定性。     

面向负荷的光伏电池和燃料电池建模及其等效描述

为研究光伏电池(photovoltaic cell,PV)和燃料电池(fuel cell,FC)对配网侧综合负荷特性的影响,构建了PV和FC发电系统并研究了各功能模块的模型和并网控制策略;通过分析PV和FC的稳态特性和并网控制外特性,提出了PV和FC发电系统恒功率控制的电压源等效描述模型。实例仿真结果表明,恒功率控制的电压源能等效描述PV和FC发电系统的拟负荷外特性。基于此,提出了感应电动机并联静态负荷和直流分布式电源的广义综合负荷模型结构。     

面向负荷建模的微型燃气轮机建模及其等效描述

为研究考虑微型燃气轮机(MT)的配电网综合负荷建模,在构建适合分布式电源的MT发电系统的基础上,详细阐述了各功能模块的模型和控制策略;通过对暂态过程中MT发电系统的动态运行特性分析,可以将MT看做是一个功率消耗为负的广义动态负荷,进而提出一种以永磁同步发电机转子角速度为状态变量的一阶微分状态方程模型来等效描述MT发电系统的动态特性;通过对不同程度扰动下的仿真建模比较分析,验证了该等效描述模型的有效性.     

一种可反映延时特性的PEMFC系统动态模型

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统固有的辅机响应延时特性,建立面向仿真分析的燃料电池系统动态模型。利用机理模型对PEMFC建模,在此基础上引入辅机系统响应延时特性的等效数学模型,构建了PEMFC发电系统简化动态模型,并对模型进行实验数据对比验证。结果表明,在负荷电流突变瞬间,该模型能反映出燃料电池输出电压、功率等瞬时动态变化特性,即能正确反映PEMFC系统的延时特性。     

质子交换膜燃料电池发电系统建模与分析

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统进行动态建模和分析,模型包括质子交换膜燃料电池,供气系统和直流-直流(DC-DC)变换器等部分。首先建立用于预测燃料电池电化学特性和反应气体压力特性的集中参数动态模型,同时给出了供气系统和DC-DC转换器的动态模型,也给出了比例积分型DC-DC变换控制器的设计方法。然后仿真和分析了PEMFC发电系统对快速变化负载的动态响应。采用Matlab-SIMULINK软件对5kW的PEMFC发电系统进行仿真。仿真结果表明系统模型结构简单,计算量小;PEMFC发电系统能够满足快速负载功率需求,满足不同负载的使用要求。     

面向广义负荷的光伏发电系统等效建模研究EI北大核心CSCD

随着配网侧光伏发电规模持续增大,光伏发电系统的动态行为对配网侧综合负荷特性产生影响,建立面向负荷的光伏发电系统等效模型十分重要。基于Matlab/Simulink搭建了光伏发电系统并网仿真平台,通过将光伏发电系统看作一种广义负荷,并对其在暂态过程中的动态运行特性进行分析,提出一种面向负荷的光伏发电系统二阶等效模型,该等效模型由电阻、电感及电容组成的串联电路并联恒功率源构成。通过不同扰动强度下的仿真分析,检验了所提出的等效模型的有效性、泛化能力和参数稳定性。     

面向综合负荷的并网光伏发电系统等效建模

基于MATLAB/Simulink和光伏电池自身的物理机理搭建了并网光伏发电的仿真系统,研究了其对配电网综合负荷特性的影响因素,分析比较了已有光伏发电系统等效模型的优劣。在此基础上构建了光伏发电系统传递函数等效模型,该模型具有结构简单、参数少、能有效描述光伏发电系统的出力极限等优点,同时易于在电力系统仿真软件中实现。采用所提出的等效模型与传统综合负荷模型并联,构建广义综合负荷模型,对含光伏发电系统的综合负荷进行建模,仿真实践表明此广义综合负荷模型具有良好的泛化能力,辨识参数稳定,能够满足工程仿真的需要。     

家用燃料电池热电联供系统的建模与仿真

家用燃料电池热电联供系统是一种清洁高效的分布式发电方式,近年来发展迅猛。开展家用热电联供系统建模与仿真,对于构建热电联供实际系统具有一定指导意义。在Matlab/Simulink平台上搭建了千瓦级燃料电池热电联供系统(包括电模型和热模型),电模型包含氢氧供应子系统、质子交换膜燃料电池模型以及功率控制模型;热模型包括热管理子系统和辅助热水器等模型。基于此热电联供模型,进行了燃料电池发电系统动态特性分析,然后采用电跟随策略,通过参考模拟工况下的电负荷与热负荷曲线研究了可变负载下系统的动态行为。仿真结果表明,该系统在热负荷与电负荷上都有较短的响应时间和较高的控制精度。     

光伏发电系统的运行特性及其等效描述

在阐述光伏电池工作原理及其模型的基础上,构建了含直流-直流、蓄电池、直流-交流、电力逆变器及其双环控制模块的光伏发电（photovoltaic,PV）系统的仿真数学模型。通过对其稳定和暂态特性进行分析,进一步提出适合表述其微分方程的动态等效模型。以4节点系统为仿真对象,对该等效描述模型的有效性、泛化能力和参数的稳定性进行验证。验证结果表明,所提等效描述模型对数据样本的逼近效果较好,内插及外推特性良好,参数稳定性较好。     

一种双馈式风力发电系统的等效模型

为研究含分布式双馈风力发电的配电网广义综合负荷特性,本文提出了一种双馈式风力发电系统的三阶感应电机综合等效模型。分析了DFIG发电系统的等效电路、静态功率特性及其控制策略;讨论了DFIG等效模型的结构特点及其参数辨识方法;通过在输出方程中引入一阶差分环节,提出了具有一阶内反馈结构的模型改进方案,显著改善了三阶等效模型对DFIG发电系统的动态特性的描述能力,并在机理上对该改进模型的物理意义进行了阐述;最后通过一系列的建模仿真实验,验证了该模型的有效性。     

电力系统负荷模型研究综述

负荷模型研究的主要目的是为电力系统稳定计算提供精确的负荷模型。采用乐观或保守的负荷模型将会对电网安全或经济运行造成不利影响。随着系统规模的不断扩大和新型用电设备不断出现,负荷的动态特性也变得越来越复杂。早期的简单负荷模型已经不能满足当前互联电网稳定计算的需要。综述了负荷模型的发展历史、负荷建模的常用方法、常用负荷模型及对系统稳定的影响,结合最新研究进展,提出了应该建立区域电网负荷模型动态数据库,并指出了下一步需要研究解决的问题。     

一种人工神经网络算法在燃料电池中的应用

提出一种基于人工神经网络的燃料电池混合动力系统。该系统采用两级循环控制,第一级采用神经网络控制,以实现能量跟踪的最大化,在不同的日光、温度和负载条件下提取最大的可利用能量;第二级采用实时/反应能量控制器,通过控制进入燃料电池堆的燃料,同时发送控制信号到能量条件子系统,以满足系统对反应能量的需求。通过时域仿真可知,该系统对混合动力系统稳定有效。     

Characteristics of photovoltaic/fuel cell power hybrid system. (Effect on electrical load form factors)

The photovoltaic power system has a great future as a clean-energy alternative to fossil fuel which has many environmental problems such as gas exhaustion or air pollution. Sunlight, a source of energy for the system, is influenced greatly by weather conditions, seasons and times of day. Therefore it cannot supply constant electric power. The photovoltaic/fuel cell power hybrid system is assumed. It combines PV array, hydrogen generator, storage tank and fuel cells by using hydrogen. This system can supply constant electric power to the electric load in a solitary island separated from a commercial electric network. The possibility of this system is examined by computer simulation. Input data include the global irradiance on inclined plane and temperature of HASP data of Tokyo, ten kinds of electrical load forms with 400 MWh electric power a year, and conversion efficiencies of each subsystem. As a result of simulation, it was revealed that the area of PV array with 8170 m² and the volume of hydrogen tank from 22 × 10³ to 30 × 10³ kl are necessary.     

燃料电池电动汽车能量管理系统最优控制策略研究

燃料电池电动汽车复杂多变的行驶工况下极易产生大电流脉冲,负载的变化给燃料电池带来极大的影响。针对燃料电池低电压、大电流的输出特性,在燃料电池电动汽车动力系统结构基础上,采用动态规划算法来管理能量的最优分配,在MATLAB/Simulink建模仿真平台搭建完整的能量管理策略模型,并在WLTC循环工况进行仿真试验,结果表明,采用动态规划算法能够延缓燃料的过度消耗,在动力电池SOC由45.6%回升到48.3%阶段,燃料电池能够稳定地输出能量,并且不断优化整车的能量分配。     

锌空气燃料电池在电力系统调峰中的应用

介绍了一种特殊结构的锌空气电池.空气极是拼接而成的,面积可达到5 m2;单电池是没有密封部件的开放结构,方便燃料锌和生成物氧化锌的更换;单电池输出功率5 kW,大大减少了组成电站的电池个数.该电站在电网负荷高时通过电池组向电网送电,在用电低谷时电解氧化锌蓄能填谷,能量转换效率为42%～52%,且转换效率与电站规模无关,无污染,无噪声.     

混合动力系统的控制系统设计与仿真

设计了一种新颖的质子交换膜燃料电池/蓄电池的混合动力模型,该混合动力模型以锂电池为主,燃料电池为辅。该系统可以实时监测负载电流,假设并实现了在负载电流不大于10 A时,由锂电池单独工作;当负载电流大于10 A时,燃料电池和锂电池共同工作,提供功率。在Simulink平台上建模并验证了所设计的混合动力系统的能量管理策略的可行性。     

基于并网太阳能光伏/电池系统的无线网络低功耗供电策略

为了实现能耗精确估计,充分考虑用户位置信息应用,提出了一种基于并网太阳能光伏/电池系统的无线网络供电低功耗策略。首先为了保证供电服务的连续性,建立了一种并网太阳能光伏/电池系统。然后考虑到太阳强度和交通量的间歇性行为,分析了基站发射功率、系统带宽对系统性能指标的影响,评估无线网络的吞吐量、能量效率和频谱效率性能。进一步提出了一种启发式的负载均衡算法和资源块分配技术,通过对太阳能能源的优化利用,最大限度地提高了系统的效率和能效。仿真结果表明,所提并网太阳能光伏/电池系统可以显著降低供电能耗,发电效率高达54.8%,并通过有效的可再生能源收集模型确保显著的能源可持续性。     

基于灰色模型的电力负荷短期预测

准确的负荷预测可以保证电网的安全稳定运行,提高电力系统运行的经济效益,为此,基于灰色理论建立了电力负荷预测模型,并结合陕西省汉中市区电力局某变电站2006年7月的实际负荷讨论了灰色模型在短期负荷预测中的应用,实例计算表明,该模型具有预测精度高、计算过程简单等特点。     

100kW燃料电池发电系统水热模块设计与模拟

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)在分布式发电领域具有广泛的应用前景,不仅能够为小范围区域提供电力,还可以利用燃料电池发电过程中产生的热量对外供热。本文以100 k W燃料电池发电系统为研究对象,对系统中电池堆、功率变换器、控制器、辅助部件等模块的功能和参数进行了设计,重点对系统的水热模块进行了模拟,研究了电堆进气相对湿度(RH)、操作温度、操作压力、冷却温度对系统水热平衡的影响。