【技术实现步骤摘要】
一种多模组燃料电池并联系统能量管理方法
[0001]本专利技术属于燃料电池
,涉及一种多模组燃料电池并联系统能量管理方法,尤其涉及一种基于多模组燃料电池系统发电效率以及燃料电池系统集群寿命管理的多模组燃料电池系统并联能量管理方法。
技术介绍
[0002]目前,氢燃料电池在发电场景的应用得到了广泛推广,装机量逐步攀升。单一的燃料电池系统大多数为百千瓦级,而大型电力系统的装机容量需求一般为兆瓦级或吉瓦级别,单一燃料电池系统无法承担如此大的发电需求。
[0003]为了满足大容量电力系统的需求,燃料电池系统可以通过并机实现容量的扩充。燃料电池多系统并联后,必然会面临着多系统的能量管理与调度的问题。
[0004]现有能量分配与调度策略都没有从系统本身出发,直接将总的能量需求按照数学方式进行分配。由于燃料电池系统本身较为脆弱,脱离了系统本身设计的能量分配策略势必会对系统带来不利影响:
[0005]a、负载均衡的方式虽说可以保证系统的寿命一致性,但是在小功率请求下单台系统的运行功率较低,系统附加损耗大,氢气利用率低下;
[0006]b、菊花链的能量分配方式,会使得部分系统一直处于满负荷工作状态下,寿命衰减严重,而排在菊花链末端的模组基本不工作,不同燃料电池系统的寿命一致性差;
[0007]c、优化的菊花链方式尽管可以克服菊花链下的部分模组长期处于高负荷工作状态导致的寿命衰减问题,但相比较来说只是减少了衰减速度,本质上没有解决整个燃料电池系统集群的寿命一致性问题。
技术实现思路
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多模组燃料电池并联系统能量管理方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:获取总功率请求,基于总功率请求初步计算开机的Pack数量;结合每个Pack提供的理论最大功率,计算满足总功率请求下所需的最小开机数量n,计算公式如下:其中,[]表示向上取整运算,P
tota1
为总功率需求,p
max
为Pack的理论最大功率输出;步骤2:对每个Pack的功率
‑
效率曲线进行在线辨识,其在线辨识流程如下:首先,基于下式(2)对燃料电池系统进行半经验参数建模;V
FC
=N
Cell
(E
Nernst
+V
act
+V
ohmic
+V
con
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中,V
FC
表示电堆的输出电压,N
Cell
表示的电堆片数,E
Nernst
为开路电压,V
act
为活化损失,V
ohmic
为欧姆损失,V
con
为浓差损失,其中V
act
=θ1+Tθ2+Tln(C(O2))θ3+Tln(I)θ4V
ohmic
=
‑
IR
internal
公式中T为温度,P
H2
为氢气压力,P
o2
为氧气压力,C(O2)为氧气浓度,I为电流,R
internal
为膜电极内阻,B为浓差损失经验参数,I
Max
为穿越电流参数,η=[θ1,θ2,θ3,θ4,R
internal
,B,I
max
]为待辨识参数;接着,通过对该非线性系统进行粒子滤波估计,得到待辨识参数值;步骤3:基于Pack的功率
‑
效率曲线,对总功率进行分配;基于步骤1计算得到的最小开机数量n,再结合步骤2辨识得到的电堆功率效率曲线,分别计算开机数量为n,(n+1)和(n+2)情况下的功率分配以及对应的多模块燃料电池并联系统综合效率,通过对比不同开机数量下的综合效率,选定实际开机数量N,以及对应的功率分配序列Pn(n=1,2...N);步骤4:获取每个Pack的寿命特征值;取子系统电堆的单片电压信息为数据集,提取Pack的寿命特征值辨识流程:步骤41:过滤数据,按...
【专利技术属性】
技术研发人员:周洪雷,董震,郭晓宇,沈佳斌,张伟华,李刚,
申请(专利权)人:苏州溯驭技术有限公司,
类型:发明
国别省市:
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