SOFC电堆的温度观测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种SOFC电堆的温度观测方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：将待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量输入至预设的温度观测器模型中，以使所述温度观测器模型预测出待观测SOFC电堆中各个观测节点的阳极温度和阴极温度；其中，温度观测器模型在预测时，若当前观测节点为第一个观测节点，则温度观测器模型根据阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量及空气流量预测出当前观测节点的阳极温度和阴极温度；若当前观测节点不为第一个观测节点，则以电流、氢气流量、空气流量、前一个观测节点的阳极温度及阴极温度预测出当前观测节点阳极温度和阴极温度。点阳极温度和阴极温度。点阳极温度和阴极温度。

【技术实现步骤摘要】
SOFC电堆的温度观测方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及温度观测
，尤其涉及一种SOFC电堆的温度观测方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]现有SOFC(固体氧化物燃料电池)电堆温度观测器主要为基于模型的温度观测器；基于模型方法是通过质量、能量、物料守恒定律搭建SOFC系统物理模型，通过简化物理模型，利用状态空间设计龙伯格观测器或卡尔曼滤波观测器，从而获得电堆内部温度分布情况；此方法的观测效果与物理模型精度有关；但现有的基于模型的方法在搭建温度观测器时利用了一些假设条件来简化模型，使得搭建出来的模型得到的观测数据的准确性较低，且现有的搭建温度观测器的方法无法观测到电堆内部各温度节点的温度变化情况，对温度变化无法细致化分析。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供一种SOFC电堆的温度观测方法、装置、设备及存储介质，能有效解决现有技术无法对SOFC电堆内部进行观测的不足，使对电堆的观测更便捷；同时无需在观测器模型中设定假定条件，使得观测数据更为准确。
[0004]本专利技术一实施例提供一种SOFC电堆的温度观测方法，包括：
[0005]获取待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量；
[0006]将待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量输入至预设的温度观测器模型中，以使所述温度观测器模型预测出待观测SOFC电堆中各个观测节点的阳极温度和阴极温度；
[0007]其中，温度观测器模型在预测时，若当前观测节点为第一个观测节点，则温度观测器模型根据所述阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量预测出当前观测节点的阳极温度和阴极温度；若当前观测节点不为第一个观测节点，则以电流、氢气流量、空气流量、前一个观测节点的阳极温度以及前一个观测节点的阴极温度预测出当前观测节点阳极温度和阴极温度。
[0008]进一步地，所述温度观测器模型的构建包括：
[0009]获取待观测SOFC电堆的历史阳极入口温度、历史阴极入口温度、历史电流、历史氢气流量、历史空气流量、各观测节点的历史阴极温度及各观测节点的历史阳极温度；
[0010]以待观测SOFC电堆的历史阳极入口温度、历史阴极入口温度、历史电流、历史氢气流量及历史空气流量为输入，以各观测节点的历史阴极温度及各观测节点的历史阳极温度为输出，对预设的温度观测器模型进行训练，生成所述温度观测器模型。
[0011]进一步地，若当前观测节点为第一个观测节点，则温度观测器模型根据所述阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量预测出当前观测节点的阳极温度和
阴极温度，包括：
[0012]若当前观测节点为第一个观测节点，则以所述阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量作为多元线性回归算法的自变量，以当前观测节点的阳极温度和当前观测节点的阴极温度作为多元线性回归算法的因变量。
[0013]进一步地，若当前观测节点不为第一个观测节点，则以电流、氢气流量、空气流量、前一个观测节点的阳极温度以及前一个观测节点的阴极温度预测出当前观测节点阳极温度和阴极温度，包括：
[0014]若当前观测节点不为第一个观测节点，则以所述电流、氢气流量、空气流量、前一观测节点的阳极温度和前一观测节点的阴极温度作为多元线性回归算法的自变量，以当前观测节点阳极温度和阴极温度作为多元线性回归算法的因变量。
[0015]进一步地，在预测出当前观测节点阳极温度和阴极温度之后，还包括：
[0016]若当前观测节点的阳极温度和阴极温度超出误差阈值，则所述温度观测器模型重复执行局部线性加权回归算法，降低前一观测节点阳极温度的权重和前一观测节点阴极温度的权重，并保持电流、氢气流量以及空气流量的权重不变；
[0017]在每次降低前一观测节点阳极温度的权重和前一观测节点阴极温度的权重后，重新预测出当前观测节点的阳极温度和阴极温度，直至所预测出的当前观测节点的阳极温度和阴极温度处于误差阈值内。
[0018]进一步地，所述误差阈值的确定包括：
[0019]将待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量输入到预设的SOFC系统模型中，以使SOFC系统模型输出待观测SOFC电堆在各观测节点下的目标阳极温度以及目标阴极温度；
[0020]根据待观测SOFC电堆在各观测节点下的目标阳极温度、目标阴极温度、预测阳极温度及预测阴极温度生成误差变化曲线；
[0021]根据所述误差变化曲线确定误差阈值。
[0022]在上述方法项实施例的基础上，本专利技术对应提供了装置项实施例；
[0023]本专利技术一实施例对应提供了一种SOFC电堆的温度观测装置，包括：数据获取模块和温度观测模块；
[0024]所述数据获取模块，用于获取待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量；
[0025]所述温度观测模块，用于将待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量输入至预设的温度观测器模型中，以使所述温度观测器模型预测出待观测SOFC电堆中各个观测节点的阳极温度和阴极温度；其中，温度观测器模型在预测时，若当前观测节点为第一个观测节点，则温度观测器模型根据所述阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量预测出当前观测节点的阳极温度和阴极温度；若当前观测节点不为第一个观测节点，则以电流、氢气流量、空气流量、前一个观测节点的阳极温度以及前一个观测节点的阴极温度预测出当前观测节点阳极温度和阴极温度。
[0026]本专利技术另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述专利技术实施例所述的一种SOFC电堆的温度观测方法。
[0027]本专利技术另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述专利技术实施例所述的一种SOFC电堆的温度观测方法。
[0028]通过实施本专利技术具有如下有益效果：
[0029]本专利技术提供了一种SOFC电堆的温度观测方法、装置、设备及存储介质，该方法通过直接获取待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量，根据预设的温度观测器模型基于获取的SOFC电堆的参数生成各温度观测节点的阳极温度和阴极温度；以模型预测的方式实现了对SOFC电堆内部各温度观测节点的温度观测，解决了现有技术无法对SOFC电堆内部进行观测的不足，使对电堆的观测更便捷；同时无需在观测器模型中设定假定条件，使得观测数据更为准确。
附图说明
[0030]图1是本专利技术一实施例提供的一种SOFC电堆的温度观测方法的流程示意图。
[0031]图2是本专利技术一实施例提供的温度观测器模型的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SOFC电堆的温度观测方法，其特征在于，包括：获取待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量；将待观测SOFC电堆的阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量输入至预设的温度观测器模型中，以使所述温度观测器模型预测出待观测SOFC电堆中各个观测节点的阳极温度和阴极温度；其中，温度观测器模型在预测时，若当前观测节点为第一个观测节点，则温度观测器模型根据所述阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量预测出当前观测节点的阳极温度和阴极温度；若当前观测节点不为第一个观测节点，则以电流、氢气流量、空气流量、前一个观测节点的阳极温度以及前一个观测节点的阴极温度预测出当前观测节点阳极温度和阴极温度。2.如权利要求1所述的一种SOFC电堆的温度观测方法，其特征在于，所述温度观测器模型的构建包括：获取待观测SOFC电堆的历史阳极入口温度、历史阴极入口温度、历史电流、历史氢气流量、历史空气流量、各观测节点的历史阴极温度及各观测节点的历史阳极温度；以待观测SOFC电堆的历史阳极入口温度、历史阴极入口温度、历史电流、历史氢气流量及历史空气流量为输入，以各观测节点的历史阴极温度及各观测节点的历史阳极温度为输出，对预设的温度观测器模型进行训练，生成所述温度观测器模型。3.如权利要求1所述的一种SOFC电堆的温度观测方法，其特征在于，若当前观测节点为第一个观测节点，则温度观测器模型根据所述阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量预测出当前观测节点的阳极温度和阴极温度，包括：若当前观测节点为第一个观测节点，则以所述阳极入口温度、阴极入口温度、电流、氢气流量以及空气流量作为多元线性回归算法的自变量，以当前观测节点的阳极温度和当前观测节点的阴极温度作为多元线性回归算法的因变量。4.如权利要求1所述的一种SOFC电堆的温度观测方法，其特征在于，若当前观测节点不为第一个观测节点，则以电流、氢气流量、空气流量、前一个观测节点的阳极温度以及前一个观测节点的阴极温度预测出当前观测节点阳极温度和阴极温度，包括：若当前观测节点不为第一个观测节点，则以所述电流、氢气流量、空气流量、前一观测节点的阳极温度和前一观测节点的阴极温度作为多元线性回归算法的自变量，以当前观测节点阳极温度和阴极温度作为多元线性回归算法的因变量。5.如权利要求1所述的一种SOFC电堆的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明飞，陈正鹏，董江波，张翔宇，熊凯，饶睦敏，陈创庭，
申请(专利权)人：广东能源集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：