一种适用于燃料电池-超级电容发电系统的控制策略
2021-02-24倪晓军
浙江电力 2021年1期
关键词:控制策略
陈 骞,周 竞,陆 翌,裘 鹏,丁 超,倪晓军
(1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,杭州 310014;2.国网浙江省电力有限公司杭州供电公司,杭州 310014)
0 引言
随着现代工业的不断发展,发电技术与发电能力直接决定了国家未来的发展。为了满足环保和能源方面的需要,使用清洁能源的燃料电池发电技术显示出了良好的发展前景,并被誉为继传统发电技术,火,水,核电之后的第四代发电技术[1-4]。燃料电池可广泛应用于分布式发电,运输工具动力源,便携式电源等场合[5-7]。
由于燃料电池是电化学反应装置,并且需要通过反应气体的流量来实现电压的调整,而这些调节过程往往依赖于一些机械装置的调节速度,存在较大的延时,所以燃料电池的动态性能较差,响应速度较慢。除此之外,当出现电流的瞬时变化时,燃料电池由于供给燃料不足,会出现其特有的饥饿现象[5-6],可能造成燃料电池反应膜的过热和干燥,从而降低膜的导电性,增加欧姆极化损失,影响燃料电池的输出性能,甚至会缩短燃料电池的寿命。因此需要选择蓄电池、超级电容等作为辅助电源提供瞬时功率、配合燃料电池发电[8-9]。
燃料电池发电系统的架构和对应的控制策略是燃料电池使用的核心技术之一,国内外专家在此方面已取得一定的研究成果。文献[10]基于燃料电池直接并联至母线的架构提出了超级电容的三环控制策略,但该策略仅可实现超级电容电压控制。文献[11]采用级联式架构,提出超级电容变换器控制母线电压,燃料电池变换器提供负载低频电流的策略,该策略影响超级电容吸收负载能量。……
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