面向负载跟踪的外重整固体氧化物燃料电池系统热管理与高效率协同控制研究

项目名称： 面向负载跟踪的外重整固体氧化物燃料电池系统热管理与高效率协同控制研究

项目编号： No.61403151

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 蒋建华

作者单位： 华中科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 固体氧化物燃料电池（SOFC）系统是清洁、高效的发电装置，要实现SOFC系统长寿命、高效率地运行，需要解决快速负载跟踪下，系统温度安全与效率优化的协同控制问题。为此，本项目以外重整SOFC系统样机为依据，搭建并验证完整的系统分布式热电耦合机理模型；基于“分级降维图谱遍历”方法，构建面向功率跟踪的温度约束安全、效率优化动静态特性分析方法体系，获取稳态最优操作策略，探索系统效率优化机制。采用“在线TS模糊模型约束广义预测控制（TS-CGPC）”架构与最优操作策略提出功率跟踪反馈与温度约束前馈控制策略，利用功率参考轨迹、TS模糊模型与拉格朗日乘算子法快速完成系统的功率跟踪、输出预测与输入约束，平滑过渡到稳态最优操作点，实现系统长寿命、高效率的运行，最后用实验平台验证。本项目面向工程应用形成快速功率跟踪下，热管理与高效率的协同控制方法，为实现SOFC独立发电系统高效率、长寿命运行提供理论依据。

中文关键词： 固体氧化物燃料电池；负载跟踪；温度约束；系统效率；协同控制

英文摘要： Solid oxide fuel cell (SOFC) system is a clean and high efficiency device, the control strategy of maintaining temperature constraints and improving system efficiency while SOFC system conducting fast load tracking is crucial for the long-life operation a

英文关键词： solid oxide fuel cell；load following；temperature constraints；system efficiency；cooperative control