一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法技术方案

技术编号:43165021 阅读:15 留言:0更新日期:2024-11-01 19:57
本发明专利技术公开一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,首先,将燃料电池集群作为一个整体通过分布式算法对其特征参数进行实时估计,并实时输出特征参数给上层优化求解层;其次,在优化求解层对从底层燃料电池集群输出的实时特征参数进行辨识与优化求解,获得燃料电池集群总参考功率;最后,通过所提分布式功率分配算法将优化求解出的总参考功率分配给集群中各个燃料电池发电单元,并通过功率控制环节实现各单元的功率协同控制。该方法摒弃了传统控制方法的集中式控制结构,实现了燃料电池集群特征参数的分布式实时估计,集群规模扩展不会影响优化问题的维度,提升了燃料电池集群混合动力系统协同控制的可扩展性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池,特别是涉及一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法


技术介绍

1、虽然太阳能和风能等可再生能源发展迅速,但其间歇性和不稳定性限制了其大规模应用。氢能作为一种二次能源,可以通过水电解等方法从可再生能源中生产出来,从而实现能量储存和稳定供应。质子交换膜燃料电池可将氢能转化为电能,具有高效、零排放、低噪音、低温运行、快速启动等特点,可显著减少交通和发电过程中的碳排放。燃料电池不仅适用于车辆、船舶、飞机和轨道交通车辆,也适用于分布式发电和备用电源系统。

2、受成本和技术限制,质子交换膜燃料电池的输出功率通常在几十到几百千瓦之间。为了适用于大功率应用场景,有学者提出了燃料电池集群的概念。与单堆燃料电池相比,燃料电池集群具有高可靠性、高冗余性、高灵活性、高效率和低衰减成本等优点。燃料电池集群适用于不同规模和类型的应用,从小型移动设备到大型固定发电站,都可以使用燃料电池集群进行设计和部署。

3、但是,对于传统的集中式控制策略,燃料电池集群中的每个燃料电池发电单元都是燃料电池集群混合动力系统协同控制的直接参与者。当燃本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,其特征在于,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,其特征在于,在所述步骤1中,针对燃料电池集群,将其视为一个整体系统,燃料电池集群的运行状态由分布式算法实时估计的特征参数反映,而实时估计的特征参数包括燃料电池集群中各个燃料电池发电单元的特征参数;

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,其特征在于,燃料电池集群中各燃料电池发电单元被定义为一个主节点和若干个从节点,对于求和类型的分布式实时估计算法,在主节点估计系数不为零,在从节点估计系数...

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,其特征在于,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,其特征在于,在所述步骤1中,针对燃料电池集群,将其视为一个整体系统,燃料电池集群的运行状态由分布式算法实时估计的特征参数反映,而实时估计的特征参数包括燃料电池集群中各个燃料电池发电单元的特征参数;

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,其特征在于,燃料电池集群中各燃料电池发电单元被定义为一个主节点和若干个从节点,对于求和类型的分布式实时估计算法,在主节点估计系数不为零,在从节点估计系数为零,即:

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,其特征在于,所述步骤2中,通过燃料电池集群中相邻的燃料电池发电单元两两相互通信,构成一个环形通信网络拓扑,分布式实时估计算法确定在主节点实现对燃料电池集群特征参数的信息汇总;而从节点对于平均型分布式实时估计算法实现本地估计并传输给相邻节点平均类型参数估计值,并且从节点平均型分布式实时估计算法与主节点保持一致,对于求和型分布式实时估计算法实现本地估计并传输给相邻节点求和类型参数间接状态估计值。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池集群混合动力系统分布式协同控制方法,其特征在于,从节点求和型分布式实时估计包括:

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:李奇李响王天宏陈维荣
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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