含燃料電池的微電網(wǎng)建模與控制研究.pdf

1、隨著能源短缺加劇和環(huán)保意識增強，采用綠色清潔能源發(fā)電的微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速。而質(zhì)子交換膜燃料電池（ Proton Exchange Membrane Fuell Cell， PEMFC)發(fā)電技術(shù)使用氫氣作為燃料，產(chǎn)物是水，零排放無污染，并且具有能效高、穩(wěn)定可靠的特點，備受青睞。本文針對含燃料電池的微電網(wǎng)建模與控制問題進行研究，包括PEMFC模型的構(gòu)建、參數(shù)辨識以及仿真論證；含直流變換器的PEMFC發(fā)電系統(tǒng)控制策略設(shè)計；PEMFC和風(fēng)能混合

2、型微電網(wǎng)建模以及控制策略。主要內(nèi)容如下：
　　首先，根據(jù)運行機理，參考相關(guān)文獻，分別搭建PEMFC單電池電化學(xué)穩(wěn)態(tài)和電壓動態(tài)仿真模型。為了對比研究兩者之間不同運行特性及工作過程，利用Matlab/Simulink軟件研究了PEMFC電壓、效率以及功率隨電流密度變化情況，仿真結(jié)果既論證了所搭建模型的準確性，同時也表明PEMFC動態(tài)模型具有更加優(yōu)良的響應(yīng)特性，能夠更好的描述PEMFC實際工作過程。
　　其次，針對PEMFC建模過

3、程中涉及多個不確定性參數(shù)，采用五種不同慣性權(quán)重的粒子群（ PSO）算法辨識這些參數(shù)，通過和實際采集數(shù)據(jù)進行對比分析，最終選出一組最優(yōu)參數(shù)用于PEMFC建模。
　　然后，針對PEMFC存在動態(tài)響應(yīng)慢、輸出電壓變化范圍大、輸出功率小等問題，利用前級Boost型DC/DC變換器的無源特性，參考無源控制方法，設(shè)計了含直流變換器的PEMFC發(fā)電系統(tǒng)無源性控制器，并設(shè)置了PI控制對比實驗。結(jié)果顯示，采用無源性控制策略時，系統(tǒng)表現(xiàn)出更強的抵抗擾