基于燃料電池的分布式發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、全球正面臨著環(huán)境污染、能源危機(jī)等問(wèn)題，應(yīng)用新能源發(fā)電隨之成為了目前電力工業(yè)發(fā)展的重要課題。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)具有功率密度高、響應(yīng)快、運(yùn)行溫度低等特點(diǎn)，已經(jīng)成為了目前的研究熱點(diǎn)。本文選擇PEMFC作為研究對(duì)象，對(duì)其發(fā)電系統(tǒng)模型以及運(yùn)行模式控制策略進(jìn)行了研究，旨在為PEMFC在分布式發(fā)電中的應(yīng)用提供一定的理論參考。本文的主要工作如下:
　　 (1)為了較好地反映PEMFC動(dòng)態(tài)特性而又不需要建立完整的系統(tǒng)發(fā)電模型，本文根

2、據(jù)質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的工作原理，搭建了含外圍設(shè)備簡(jiǎn)化等效延時(shí)模型的PEMFC系統(tǒng)模型，利用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的正確性。在模型基礎(chǔ)上研究了不同電堆溫度和壓力情況下PEMFC的穩(wěn)態(tài)特性。在負(fù)載電流變化情況下，比較和分析了不計(jì)任何延時(shí)（理想情況）和計(jì)及延時(shí)（實(shí)際情況）2種方式下燃料電池的空氣流量、輸出電壓及功率的動(dòng)態(tài)特性。
　　 (2)基于PEMFC發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)、獨(dú)立兩種運(yùn)行模式，給出了相應(yīng)的控制策略，針對(duì)這兩種控制策略

3、給出了關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。逆變器工作于并網(wǎng)運(yùn)行模式下時(shí)采用電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)的同步PI控制策略，為了更好地跟蹤大電網(wǎng)頻率，實(shí)現(xiàn)同步并網(wǎng)，模型中增加了SPLL環(huán)節(jié)。逆變器工作于獨(dú)立運(yùn)行模式時(shí)采用電壓瞬時(shí)值PI控制策略，保證PEMFC發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)高質(zhì)量的交流后備電壓源。
　　 (3)在Matlab/Simulink中搭建了PEMFC發(fā)電系統(tǒng)模型，對(duì)給出的控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。對(duì)并網(wǎng)和獨(dú)立運(yùn)行模式下負(fù)荷變化時(shí)，配電網(wǎng)及PEMFC的動(dòng)