基于余热利用的燃料电池客车能量模糊控制策略研究

采用燃料电池的公交车,其燃料电池在运行中产生的大量热量通常被散发到空气中。考虑到冬季乘员取暖的需求,将燃料电池的余热纳入燃料电池的热管理策略中统一考虑。通过基于模糊控制算法热管理系统建模仿真,对利用余热前后两种方案进行对比,证明了余热利用能有效提高能源效率,改善燃料电池运行工况,延长燃料电池的寿命。     

基于价值损耗的燃料电池混合动力能量管理策略评价

为了评价燃料电池混合动力系统能量管理策略的经济性,对基于状态机和模糊逻辑2种能量管理策略的燃料电池混合动力叉车的价值损耗进行分析。首先,通过分析燃料电池和锂电池的工作特性,分别构建依赖实际工况的燃料电池单体电压衰减率模型和锂电池容量衰减率模型;同时定义计及燃料电池氢耗量的燃料电池混合动力系统的综合价值损耗指标。其次,通过测试叉车极限工况,计算燃料电池功率和锂电池容量,并根据母线电压确定锂电池SOC范围。最后,设计基于状态机和模糊逻辑的2种燃料电池混合动力叉车能量管理策略,并通过仿真分析在叉车一次循环工况下2种能量管理的价值损耗。研究结果表明:相较于模糊逻辑策略,采用状态机策略造成燃料电池寿命损耗提高7.81%,氢耗量提高1.89倍,锂电池寿命损耗减小21.33%。     

氢燃料电池船舶能量管理策略

基于规则与基于功率跟随的控制方式分别设计氢燃料电池船舶能量管理策略,并对所设计的能量管理策略进行仿真分析。结果表明所设计的2种能量管理策略在船舶运营时能够满足锂电池的充电需求,维持锂电池荷电状态（state of charge,SOC）在合理范围内。与基于规则的能量管理策略相比,当采用能量跟随的能量管理策略时动力系统所需的锂电池容量更小,燃料电池工作点波动更频繁。     

固体氧化物燃料电池的神经模糊控制策略研究

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)具有多输入多输出、强耦合的特点,为了使其输出电压稳定设计了高效控制器,采用神经模糊控制方法对其输出电压进行控制。通过机理分析和实验数据拟合方法分别建立SOFC的机理模型和神经网络模型,在此基础上采用模糊控制策略对SOFC的输出电压进行控制,并应用神经模糊控制方法进一步提高了控制精度。通过MATLAB/Simulink仿真实验发现,SOFC神经网络模型得到的预测电压与实际电压之间的误差小于0.008 V,较其机理模型更加准确,所提出的控制策略能有效控制SOFC的输出电压。     

并联式混合动力汽车模糊能量管理策略优化

文章分析了并联式混合动力汽车电机和发动机功率的实时分配问题,为提高发动机和电机的工作效率,设计了一种基于蚁群优化的模糊控制策略。通过发动机台架性能测试的实验数据,拟合得到发动机工作效率函数,并绘制发动机工作效率图。根据发动机工作效率图制定模糊控制规则,并以发动机工作效率为优化目标,利用蚁群算法对模糊隶属度函数参数进行优化。ADVISOR的仿真结果表明,与未优化的模糊控制策略相比,优化后的模糊控制策略能更有效地改善混合动力汽车的整车燃油经济性,并能更好地解决电池过度放电的问题,提高电池的工作寿命。     

燃料电池混合动力机车参数匹配与等效氢耗优化能量管理方法

为提升燃料电池机车混合动力系统综合经济性，基于机车动力性能分析提出一种基于配置成本优化的燃料电池混合动力系统参数匹配方法。在此基础上，将锂电池能耗等效为燃料电池的氢气消耗，并提出一种基于等效氢耗实时优化的燃料电池混合动力系统能量管理方法，以降低系统整体能耗水平。基于某机车实际参数对所提方法进行可行性验证。结果表明，机车配置10套150 kW的燃料电池和549串16并的锂电池，可在机车安全稳定运行的基础上，实现系统总购置成本最优，并且，基于所提出的能量管理方法，系统等效氢气消耗降低8.44%，混合动力系统的综合经济性得到明显改善。     

基于改进的GRNN的固体氧化物燃料电池辨识模型研究

固体氧化物燃料电（SOFC）作为一种新的能源形式,日益受到重视．针对SOFC系统过于复杂,现有的理论电压模型存在明显不足的特点,绕开了SOFC的内部复杂性,利用经过粒子群算法（PSO）优化的广义回归神经网络（GRNN）对SOFC系统进行辨识建模．以氢气流速为神经网络辨识模型的输入量,电流／电压为输出量,建立SOFC在不同氢气流速下的电池电流／电压动态响应模型．仿真结果表明所建模型能基本表示出SOFC系统的电流／电压的动态响应,说明利用GRNN建模的有效性,所建模型精度也较高．     

基于BP神经网络的燃料电池电特性建模

采用基于改进粒子群算法的BP神经网（Improved—PSOBPNN）,建立质子交换膜燃料电池（PEMFC）电特性模型。PEMFC系统仿真结果表明该方法简单、有效、精度高,与采用传统BP神经网络的模型相比具有明显的优越性,为PEMFC系统建模,电池性能优化以及控制系统设计提供了新的思路。     

基于双模糊控制的独立微网能量优化策略

为使微网运行效益最大化,提出一种含风—储系统的独立微网的能量优化策略,该策略采用双层模糊控制方式,针对微网峰谷特性,根据日前启停机计划确定风电机组与需求侧管理负荷的投切状态,对实时调度则使用模糊控制得到风电机组、储能与负荷的功率值。对于微网瞬时功率波动,采用模糊理论,通过蓄电池—需求侧负荷混合系统平抑功率波动。实例应用结果表明,该独立微网能量优化策略有效。     

基于BAS改进PSO算法对PEMFC温度的控制

有效的质子交换膜燃料电池（PEMFC）热管理是提升其可靠性和耐久性的关键因素之一，该文通过控制PWM占空比来控制散热强度进而控制电池温度。在控制策略上，选用经改进的粒子群算法优化的模糊PID作为控制器，最后经Matlab/Simulink搭建的电堆温度模型仿真表明：该方法能有效解决PEMFC温度控制时变量多、强耦合的难题，使相对于传统的PID控制超调量下降57%，响应时间缩短27.8%，取得了响应速度快、超调小和鲁棒性强的控制效果。     

基于模糊控制与非线性优化的孤立微网能量管理策略

为减小可再生能源输出功率波动对孤立微网电能质量的影响,本文设计了一种基于模糊控制与非线性优化的能量管理策略并应用于风/光/储/柴构建的微网系统中。以能量平衡、瞬时功率控制、锂离子电池及超级电容混合储能综合协调控制为目标,开展仿真研究,并在已有的150 kW风/光/储/柴微网实验平台上进行了验证。研究表明,在非线性优化的作用下,系统动态响应快、瞬时功率缓冲控制效果好,该策略具有实用价值。     

基于模糊PI控制的海上风电柔性直流输电整流器研究

为提高海上风电柔性直流输电电压等级,抑制直流侧电压跌落和闪变,将三相电压源变流器用于送端整流器。采用多个功率单元级联的拓扑结构,电流内环采用PI解耦控制、电压外环模糊PI调节双闭环控制方式。分析了变流器数学模型,建立了MATLAB／Simulink仿真模型,实现了电压级联输出．在线PI参数整定。仿真结果验证了该系统在海上风电柔性直流输电应用中的有效性。     

基于转子储能的全功率变速水电机组低电压穿越控制策略研究

全功率变速水力发电机组是水力发电机组变速运行主要方式之一,能更快速度响应电网功率变化需求,对间歇性与随机性强的新能源消纳具有重要意义,其机组的低电压穿越能力是保障机组稳定并网运行的关键。提出了一种基于机组转子储能的低电压穿越控制策略,充分利用水力发电机组转子储能能力强和机组输入功率可以调节的特点,采用转子储能和调速器调节吸收控制电网电压跌落期间的机组不平衡能量,并根据电网电压跌落幅值通过网侧变流器向电网提供无功电流支撑。建立了系统各部件的数学模型,通过仿真比对了提出的控制策略与传统的策略,仿真结果表明提出的控制策略能有效抑制直流母线过电压,并向电网提供无功电流支撑,提高了全功率变速水力发电机组的低电压穿越能力。     

单元机组协调控制系统模糊自适应控制研究

单元机组协调控制系统的负荷控制对象存在耦合性和时变性,常规PID控制方案在负荷大范围变化时控制效果变差.为了提高协调控制系统的调节性能,采用了一种模糊自适应控制方案.基于300MW直流锅炉单元机组不同工况下采集的数据,建立了机组在210MW和270MW工况下的负荷控制对象动态数学模型,并进行了动态特性分析;基于常规PID协调控制方案,设计了一种模糊自适应PID控制器,可以自动调整控制器参数以适应工况的变化.锅炉控制器和汽轮机控制器均采用模糊自适应PID控制器.仿真结果表明,单元机组协调控制系统模糊自适应控制与常规PID控制相比,超调量降低,调节时间缩短,抗干扰能力和负荷适应能力增强.     

基于模糊PID控制的UPS充电过程研究

针对传统的UPS蓄电池组充电模式充电电流存在过冲现象且超调量大,会极大地缩短蓄电池组使用寿命,提出了一种基于模糊PID控制的智能充电策略,做了相关的试验并在Matlab/Simulink软件中进行了仿真。将此充电模式应用于某煤化工项目聚丙烯装置的UPS蓄电池组,结果表明该充电模式充电过程比传统充电过程具有更好的充电电流特性。     

基于PDCA循环的动态设备用能管理研究

基于PDCA循环的动态设备用能管理与当下用能现状相结合,运用科学的管理理论和方法对用能进行全过程控制,从能源管理流程规划、实施、检查、处置入手,从事前、事中和事后,将能源管理与设备运行管理集成,对用能实现全过程控制,并形成闭环。旨在规范设备能源使用,建立高效的能耗控制和管理体制,以实现持续改进的能耗预警和能源使用优化,最终达到保证安全和舒适度前提下的延长设备使用寿命、减少维修成本、降低用能开支的目的。同时建立能耗预警机制,指导合理用能,将人均能耗控制在合理范围内,使设备用能管理逐步走向标准化、规范化、科学化。     

混合能源互补供电系统能量管理与控制技术研究

在混合能源互补供电系统(HEPSS)中,能量管理与控制是保证系统安全、稳定、高效运行的关键。在研究系统各单元控制技术基础上,基于多目标优化理论与控制技术,设计系统能量稳态分配和动态补偿有机结合的模态协调机制,并开发智能监控软件系统实时获取系统运行状态参数,提高了混合能源互补供电系统的安全性、稳定性、经济性及电能质量。     

基于模糊控制的风力发电机组偏航系统研究

针对近年来风电机组大型化对偏航系统稳定性提出的高要求,提出将模糊控制应用于偏航控制系统中。分析了偏航控制系统的工作原理;对偏航系统设计了模糊控制器,并对其控制过程设计了软件流程图;在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了该系统的仿真模型,进行了仿真实验,并与传统PID控制方法的控制效果进行了比较分析。结果表明,模糊控制系统能同时满足偏航系统对控制精度和稳定性的要求,其整体性能优于PID控制系统。     

基于复杂电网的能源互联网班组融合管理的研究

针对目前复杂电网环境下的能源互联网班组信息化管理水平不高的现状,提出新型的能源互联网班组信息融合管理方法,构建出具有不同信息层次的班组融合系统。该系统包括感知层、数据传输层、信息融合层、信息决策层和应用调控层,在感知层感知班组的各种信息,通过数据传输层将感知到的班组信息传输到信息融合层。在信息融合层中对班组不同的态势感知信息进行融合,融合后的信息通过用户决策传递到应用调控层供用户决策、使用。调控中心根据底层信息情况做出指示,并能够发送或接收班组信息命令。在本研究中还构建出不确定性信息评估函数来计算感知信息情况,通过信息融合函数来实现班组信息融合。试验结果表明,该技术方案能够有效地感知班组信息,数据评估误差较小,提高了班组的工作效率。