【技术实现步骤摘要】
一种氨燃料的燃料电池发电系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池
,尤其涉及一种氨燃料的燃料电池发电系统及控制方法
。
技术介绍
[0002]氨燃料电池是氨能源化的一种重要技术,根据供氢方式不同可将其分为直接氨燃料电池与间接氨燃料电池,前者指的是氨不经过外部装置的重整,直接作为燃料电池的燃料参与电化学反应的一种发电装置,后者指的是通过外部重整器将氨分解成氮气与氢气燃料,将获得的氢气送入燃料电池中参与电化学反应的发电装置
。
[0003]间接氨燃料电池发电装置通常包括氨裂解制氢装置
、
气体分离装置
、
气体纯化装置
、
燃料电池系统等组成
。
其中氨裂解制氢
、
气体纯化装置
、
燃料电池系统中均涉及对温度控制,氨裂解制氢所需温度高达
800
度,混合气体变温吸附原理是通过对温度进行控制实现气体的纯化,高效的燃料电池系统更离不开散热系统
。
合适的温度是氨裂解制氢
、
气体纯化及燃料电池系统高效
、
可靠
、
运行的重要保障
。
因此,亟需开发一种高效的氨燃料的燃料电池发电系统及其控制方法,可实现系统各部件安全
、
高效
、
可靠地运行
。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提供了一种氨燃料的燃料 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种氨燃料的燃料电池发电系统,包括用于储存液态氨气的氨气罐
、
将氨气罐内的液态氨转成气态氨的氨气化装置,将氨气化装置气化后的氨气分解得到氮气和氢气的氨裂解制氢装置,其特征在于,还包括气体分离装置,用于分离经过氨裂解制氢装置分解出来的氢气
、
氮气以及未完全分解的氨气;燃料电池
、
散热系统和分布式温度控制器,所述分布式温度控制器分别控制氨裂解制氢装置内的温度
、
气体分离装置内的温度和散热系统中水温
。2.
根据权利要求1所述的一种氨燃料的燃料电池发电系统,其特征在于,还包括与分布式温度控制器信号连接的温度传感器,所述分布式温度控制器根据预先计算获得系统各部件的温度参考值,与温度传感器测得系统各部件的温度作比较,将其计算结果送入分布式温度控制器,则分布式温度控制器输出分别作用于氨裂解制氢中的炉温,混合气体变温吸附装置中温度,及其燃料电池散热系统水温
。3.
根据权利要求1所述的一种氨燃料的燃料电池发电系统,其特征在于,采用群体智能优化算法对分布式温度控制器参数进行实时更新
。4.
根据权利要求1所述的一种氨燃料的燃料电池发电系统,其特征在于,所述分布式温度控制器为改进型自抗扰控制器,其中,改进型自抗扰控制器的被控系统被描述成如下形式其中,
a1y
表示已知模型信息
。uMADRC
和
y
分别表示
MADRC
控制器输出信号和被控系统输出
(
λ
O2
)
,
g(
·
)
表示未知函数,其包含时间变量和被控系统的多阶导数及系统内外部的总扰动,
d
表示系统外部扰动,负载
Ist
为系统外部扰动,
b
是一个临界增益,其准确值是不确定的,则式
(1)
可改写成其中,
b0表示临界增益
b
的近似值,
f
=
g+(b
‑
b0)uMADRC
表示系统“总扰动”,其由未知的内部扰动和外部扰动组成,令
x1=
y
和
x2=
f
分别表示系统测量输出和扩展状态,则式
(2)
可改写成如下状态空间形式为了得到更精确的扩展观测器估计参数,可以均匀地调整
θ1和
θ2的值,使观测器的特征值位于
‑
ω0,即带宽值,则扩展观测器可用如下式描述
其中,
z1和
z2表示扩展观测器的输出状态变量,
θ1和
θ2表示
x1和
x2的实时估计参数,
MADRC
控制...
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