高溫固體氧化物燃料電池建模與控制方法研究
發(fā)布時間:2021-03-05 01:06
固體氧化物燃料電池(SOFC)作為一種新型能源,具有能量轉(zhuǎn)換效率高、對環(huán)境污染影響小、燃料來源豐富等獨特的優(yōu)點。然而,內(nèi)部劇烈的化學(xué)反應(yīng)和高達(dá)1000℃的工作溫度導(dǎo)致SOFC在結(jié)構(gòu)分析、控制器設(shè)計以及安全保障等方面存在一系列問題。因此如何提高SOFC的運行效率和穩(wěn)定性一直是近年來的研究熱點和難點。由于SOFC內(nèi)完全密閉的環(huán)境和復(fù)雜的過程導(dǎo)致系統(tǒng)不可避免的會遭受各種不確定性和非線性,例如SOFC內(nèi)部參數(shù)不確定性,甲烷水蒸氣重整(MSR)反應(yīng)動力學(xué)模型中溫度對甲烷轉(zhuǎn)換率的影響是非線性的,氫氧反應(yīng)(HOR)電化學(xué)模型中氫氣流速對電池輸出電壓的影響也是非線性的。因此,嚴(yán)重依賴于模型精度的傳統(tǒng)控制方法在反應(yīng)過程控制中效率低下,可靠性不高。而迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)能以非常簡單的方式處理不確定度相當(dāng)高的動態(tài)系統(tǒng),且僅需較少的先驗知識和計算量,同時適應(yīng)性強,易于實現(xiàn)。本文利用ILC方法用于SOFC系統(tǒng)的精確控制,具體內(nèi)容如下:首先根據(jù)SOFC的工作原理對SOFC內(nèi)部MSR反應(yīng)進(jìn)行動力學(xué)建模,通過模型以及實驗數(shù)據(jù)初步分析模型中部分參數(shù)對甲烷轉(zhuǎn)換率的影響。隨后提出兩個ILC方案分別用于精確控制甲烷在MSR...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
SOFC 幾何模型
圖 2-2 SOFC 工作原理 2-2 展示出了 SOFC 的工作原理[23],空氣流過陰極的外表面,氧氣(2O )極表面的孔隙擴散到達(dá)陰極以及電解質(zhì)的交界面,與電子發(fā)生以下的還原反 22O 4e 2O(些氧離子通過從高氧壓力側(cè)(即陰極和電解質(zhì)界面)到低氧壓力側(cè)(即陽
圖 2-2 SOFC 工作原理 2-2 展示出了 SOFC 的工作原理[23],空氣流過陰極的外表面,氧氣(2O )極表面的孔隙擴散到達(dá)陰極以及電解質(zhì)的交界面,與電子發(fā)生以下的還原反 22O 4e 2O(些氧離子通過從高氧壓力側(cè)(即陰極和電解質(zhì)界面)到低氧壓力側(cè)(即陽
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于改進(jìn)的GRNN的固體氧化物燃料電池辨識模型研究[J]. 吳大中,吳麗華. 能源研究與信息. 2013(04)
[2]甲烷水蒸氣重整反應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 孫杰,孫春文,李吉剛,周添,董中朝,陳立泉. 中國工程科學(xué). 2013(02)
[3]基于啟發(fā)式動態(tài)規(guī)劃的固體氧化物燃料電池優(yōu)化控制研究[J]. 宋春寧,鐘文瀚. 計算機測量與控制. 2012(07)
[4]甲烷水蒸氣重整制合成氣的研究進(jìn)展[J]. 高志博,王曉波,劉金明,史桂青,劉恩賀. 高師理科學(xué)刊. 2012(02)
[5]固體氧化物燃料電池陰極材料的研究進(jìn)展[J]. 沈薇,趙海雷,王治峰,王榕林. 電池. 2009(03)
[6]內(nèi)重整固體氧化物燃料電池控制策略研究[J]. 王禮進(jìn),張會生,翁史烈. 中國電機工程學(xué)報. 2008(20)
[7]固體氧化物燃料電池的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其研究進(jìn)展[J]. 侯麗萍,張暴暴. 西安工程科技學(xué)院學(xué)報. 2007(02)
[8]管式固體氧化物燃料電池機理模型與性能分析[J]. 史翊翔,李晨,蔡寧生. 化工學(xué)報. 2007(03)
[9]固體氧化物燃料電池的研究進(jìn)展[J]. 張士軍,魏亦軍. 淮南師范學(xué)院學(xué)報. 2006(03)
[10]固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料的研究進(jìn)展[J]. 李勇,邵剛勤,段興龍,王天國. 硅酸鹽通報. 2006(01)
本文編號:3064284
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
SOFC 幾何模型
圖 2-2 SOFC 工作原理 2-2 展示出了 SOFC 的工作原理[23],空氣流過陰極的外表面,氧氣(2O )極表面的孔隙擴散到達(dá)陰極以及電解質(zhì)的交界面,與電子發(fā)生以下的還原反 22O 4e 2O(些氧離子通過從高氧壓力側(cè)(即陰極和電解質(zhì)界面)到低氧壓力側(cè)(即陽
圖 2-2 SOFC 工作原理 2-2 展示出了 SOFC 的工作原理[23],空氣流過陰極的外表面,氧氣(2O )極表面的孔隙擴散到達(dá)陰極以及電解質(zhì)的交界面,與電子發(fā)生以下的還原反 22O 4e 2O(些氧離子通過從高氧壓力側(cè)(即陰極和電解質(zhì)界面)到低氧壓力側(cè)(即陽
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于改進(jìn)的GRNN的固體氧化物燃料電池辨識模型研究[J]. 吳大中,吳麗華. 能源研究與信息. 2013(04)
[2]甲烷水蒸氣重整反應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 孫杰,孫春文,李吉剛,周添,董中朝,陳立泉. 中國工程科學(xué). 2013(02)
[3]基于啟發(fā)式動態(tài)規(guī)劃的固體氧化物燃料電池優(yōu)化控制研究[J]. 宋春寧,鐘文瀚. 計算機測量與控制. 2012(07)
[4]甲烷水蒸氣重整制合成氣的研究進(jìn)展[J]. 高志博,王曉波,劉金明,史桂青,劉恩賀. 高師理科學(xué)刊. 2012(02)
[5]固體氧化物燃料電池陰極材料的研究進(jìn)展[J]. 沈薇,趙海雷,王治峰,王榕林. 電池. 2009(03)
[6]內(nèi)重整固體氧化物燃料電池控制策略研究[J]. 王禮進(jìn),張會生,翁史烈. 中國電機工程學(xué)報. 2008(20)
[7]固體氧化物燃料電池的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其研究進(jìn)展[J]. 侯麗萍,張暴暴. 西安工程科技學(xué)院學(xué)報. 2007(02)
[8]管式固體氧化物燃料電池機理模型與性能分析[J]. 史翊翔,李晨,蔡寧生. 化工學(xué)報. 2007(03)
[9]固體氧化物燃料電池的研究進(jìn)展[J]. 張士軍,魏亦軍. 淮南師范學(xué)院學(xué)報. 2006(03)
[10]固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料的研究進(jìn)展[J]. 李勇,邵剛勤,段興龍,王天國. 硅酸鹽通報. 2006(01)
本文編號:3064284
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