[發明專利]一種防止固體氧化物燃料電池燃料利用率超限的控制方法

有效

• 申請號: 201310340004.X
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103413955A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 雎剛;陳歡樂
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于熱工自動控制技術領域，具體涉及一種固體氧化物燃料電池輸出電壓的控制方法。?

背景技術

在固體氧化物燃料電池(SOFC)系統的實際運行中，通過調節進入系統燃料量來消除各項擾動對系統定電壓輸出的影響時，出于系統安全的考慮，需要限制系統燃料利用率的變化范圍。然而普通的PID控制系統在消除擾動對電壓輸出的影響同時，往往容易造成系統燃料利用率的超限，且其算法本身在控制過程中沒用考慮對燃料利用率的影響，這給固體氧化物燃料電池的實際運行帶來了安全隱患。?

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種防止固體氧化物燃料電池燃料利用率超限的控制方法，解決固體氧化物燃料電池電壓控制過程中燃料利用率容易超限的問題。?

技術方案：一種防止固體氧化物燃料電池燃料利用率超限的控制方法，該方法基于PID控制，包括以下步驟：?

步驟1)，在固體氧化物燃料電池系統最小負荷工況下，使用工程整定方法整定得到固體氧化物燃料電池系統對應控制系統中PID控制器的參數：kp，Ti，Td；其中，kp為比例系數，Ti為積分時間，Td為微分時間；?

步驟2)，固體氧化物燃料電池控制系統實時在線紀錄(k-1)時刻固體氧化物燃料電池系統的控制量u(k-1)，以及(k-1)時刻和(k-2)時刻PID控制器的修正偏差量e^*(k-1)和e^*(k-2)；并將當前k時刻的負荷電流值I(k)，以及固體氧化物燃料電池系統輸出電壓值V_dc與控制系統電壓設定值V_r的差值e(k)輸入PID控制器；?

步驟3)，根據固體氧化物燃料電池系統燃料利用率的限制，在線實時計算?固體氧化物燃料電池系統控制量的上限約束u_max和下限約束u_min：其中，K_r為常數，其取值為0.000995，v_max，v_min分別為燃料利用率的約束上限和下限，I(k)為固體氧化物燃料電池系統k時刻的負荷電流值；?

步驟4)，計算k時刻PID控制器的中間控制量u^*(k)：?

u^*(k)＝u(k-1)+K_p[e(k)-e^*(k-1)]+K_Ie(k)+K_D[e(k)-2e^*(k-1)+e^*(k-2)]，其中，K_p＝kp，K_I＝kp·T/Ti，K_D＝kp·Td/T，T為控制系統采樣周期；?

步驟5)，根據所述步驟3)中的固體氧化物燃料電池系統控制量上限約束u_max和下限約束u_min，以及所述步驟4)中得到的k時刻PID控制器的中間控制量u^*(k)計算得到PID控制器k時刻的修正偏差量e^*(k)：?