MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)非線(xiàn)性特征及其協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、高溫燃料電池-燃?xì)廨啓C(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)是上世紀(jì)末、本世紀(jì)初剛剛興起的一種高效、環(huán)保的新型動(dòng)力系統(tǒng)，在未來(lái)發(fā)電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，高溫燃料電池-燃?xì)廨啓C(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)合過(guò)程、一個(gè)復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，該類(lèi)系統(tǒng)的非線(xiàn)性特性及其協(xié)調(diào)控制問(wèn)題是個(gè)世界難題。本文以由熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和燃?xì)廨啓C(jī)(GT)等組成的混合動(dòng)力系統(tǒng)為研究對(duì)象，提出了基于MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)非線(xiàn)性特征的協(xié)調(diào)控制方法。具體如下： (1)MCF

2、C-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立本文采用機(jī)理建模的方法，建立了MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)的集總參數(shù)模型，研究MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及對(duì)外界擾動(dòng)的相應(yīng)特性。 (2)基于總能概念的MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)特性分析本文討論了MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)不同工況下的工作性能，結(jié)果表明：MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)具有較高的發(fā)電效率，但系統(tǒng)的工況變化范圍較小，可通過(guò)調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改善系統(tǒng)的變工況性能。然而，采用變轉(zhuǎn)速

3、燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行方式將削弱底層循環(huán)的作用，不利于充分發(fā)揮MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。 (3)MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析本文首先對(duì)MCFC的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行深入研究，得到了MCFC的溫度分布特性。在此基礎(chǔ)上來(lái)研究MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。結(jié)果表明：MCFC-GT混合動(dòng)力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)點(diǎn)工況下的工作性能最佳；系統(tǒng)對(duì)外界擾動(dòng)的響應(yīng)速度較慢，穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)。 (4)實(shí)驗(yàn)研究本文進(jìn)行了MCFC電堆、壓氣機(jī)性能及