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《含燃料電池的微電網(wǎng)建模與控制研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼10459學(xué)號或申請?zhí)?01412182289密級碩士學(xué)位論文含燃料電池的微電網(wǎng)建模與控制研究作者姓名：孟現(xiàn)鋒導(dǎo)師姓名：羅勇教授學(xué)科門類：工學(xué)專業(yè)名稱：檢測技術(shù)與自動化裝置培養(yǎng)院系：電氣工程學(xué)院完成時間：2017年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchonModelingandControlofMicrogridWithFuelCellByXianfengMengSupervisor:Prof.YongLuoDetectio
2、nTechnologyandAutomaticEquipmentSchoolofElectricEngineeringMay，2017學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者(簽名)：日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根
3、據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，第一署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位論文作者(簽名)：日期：年月日摘要隨著能源短缺加劇和環(huán)保意識增強(qiáng)，采用綠色清潔能源發(fā)電的微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速。而質(zhì)子交換膜燃料電池（ProtonExch
4、angeMembraneFuellCell，PEMFC)發(fā)電技術(shù)使用氫氣作為燃料，產(chǎn)物是水，零排放無污染，并且具有能效高、穩(wěn)定可靠的特點，備受青睞。本文針對含燃料電池的微電網(wǎng)建模與控制問題進(jìn)行研究，包括PEMFC模型的構(gòu)建、參數(shù)辨識以及仿真論證；含直流變換器的PEMFC發(fā)電系統(tǒng)控制策略設(shè)計；PEMFC和風(fēng)能混合型微電網(wǎng)建模以及控制策略。主要內(nèi)容如下：首先，根據(jù)運(yùn)行機(jī)理，參考相關(guān)文獻(xiàn)，分別搭建PEMFC單電池電化學(xué)穩(wěn)態(tài)和電壓動態(tài)仿真模型。為了對比研究兩者之間不同運(yùn)行特性及工作過程，利用Matlab/Simulink軟件研究了PE
5、MFC電壓、效率以及功率隨電流密度變化情況，仿真結(jié)果既論證了所搭建模型的準(zhǔn)確性，同時也表明PEMFC動態(tài)模型具有更加優(yōu)良的響應(yīng)特性，能夠更好的描述PEMFC實際工作過程。其次，針對PEMFC建模過程中涉及多個不確定性參數(shù)，采用五種不同慣性權(quán)重的粒子群（PSO）算法辨識這些參數(shù)，通過和實際采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，最終選出一組最優(yōu)參數(shù)用于PEMFC建模。然后，針對PEMFC存在動態(tài)響應(yīng)慢、輸出電壓變化范圍大、輸出功率小等問題，利用前級Boost型DC/DC變換器的無源特性，參考無源控制方法，設(shè)計了含直流變換器的PEMFC發(fā)電系統(tǒng)無源
6、性控制器，并設(shè)置了PI控制對比實驗。結(jié)果顯示，采用無源性控制策略時，系統(tǒng)表現(xiàn)出更強(qiáng)的抵抗擾動的能力以及更加優(yōu)良的動態(tài)特性。最后，針對風(fēng)能波動和風(fēng)機(jī)故障穿越兩個問題，將PEMFC、水電解裝置以及儲氫裝置組成的循環(huán)系統(tǒng)接入風(fēng)電機(jī)組，構(gòu)成PEMFC和風(fēng)能混合型微電網(wǎng)，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)各單元不同功能及運(yùn)行特性設(shè)計了相應(yīng)控制策略，進(jìn)而實現(xiàn)功率平滑控制。MATLAB仿真結(jié)果表明，該控制策略既能保證輸出較為平滑的有功功率，又能實現(xiàn)風(fēng)能最大功率捕獲，還可以幫助風(fēng)機(jī)實現(xiàn)低電壓穿越。關(guān)鍵詞：質(zhì)子交換膜燃料電池微電網(wǎng)功率平滑參數(shù)辨識無源控制IAbstra
7、ctWiththeaggravationofenergycrisis,theenhancementofenvironmentalconsciousness,microgridisbeingdevelopedfastforgreateruseofcleanenergy.Protonexchangemembranefuelcell(PEMFC)powergenerationtechnologybecomesmoreandmorepopularrecognizedworldwidebecauseofitsmanyadvantages
8、,suchasitsproductiswaterusinghydrogenasfuel,zeroemission,nopollution,highpowerdensityandefficiency,andreliableoperation.Inthisdissertation
