质子交换膜燃料电池发电系统的最优控制研究

项目名称： 质子交换膜燃料电池发电系统的最优控制研究

项目编号： No.50906022

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 化学工业

项目作者： 仲志丹

作者单位： 河南科技大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 燃料电池发电系统的净输出功率以及发电效率与系统的空压机压力、电堆温度、加湿泵流量等各种运行状态之间存在着非线性的关系。不仅在功率曲线上存在着一个唯一的最大净功率点，当考虑自身子系统能耗后，效率曲线上也存在着一个唯一的最大效率点。合适的最大功率点和最大效率点组合方式就构成了燃料电池发电系统最优控制的目标。发电系统的运行条件会随时发生各种变化，这些变化又会非线性的影响最大点的轨迹。为了保证发电系统高性能、高可靠性地长期稳定运行在最优状态，本课题将首次探讨采用极值搜索控制器来跟踪最优点的变化轨迹。本课题将首先着力于建立包括各个子系统在内的燃料电池发电系统模型，做到既简单实用又能够充分反应系统的静态和动态特征。然后在建模的基础上应用先进控制技术，采用鲁棒、自适应控制理论研究、设计合适的极值搜索算法来实时估计最大点的位置，并由控制器保证燃料电池发电系统能够运行在这个设定值上。

中文关键词： 质子交换膜燃料电池；最优控制；空气供给系统；最大功率点跟踪；极值搜索控制

英文摘要：

英文关键词： proton exchange membrane fuel；optimum control；air supply system；maximum power point tracking；extremum seeking