研究目的
分析一种混合光伏/燃料电池发电系统,该系统采用基于感应电机的新型压缩机来增强氢气压力,并配备基于模糊逻辑的最大功率点跟踪(MPPT)系统,旨在通过协调控制提高系统性能和效率。
研究成果
该论文得出结论:所提出的采用模糊逻辑MPPT控制与感应电机驱动压缩机的混合光伏/燃料电池系统,能有效提升氢气压力并改善系统性能。仿真表明该系统在不同工况下运行良好,压缩机缩短了氢气存储时间,协调控制方案优化了功率利用。该模型为后续研究奠定了基础,但建议通过实际测试进行验证。
研究不足
该研究基于MATLAB/Simulink中的仿真模型,可能无法完全反映现实世界的复杂性和不确定性。缺乏通过实验装置进行的物理验证。系统性能是在特定假设条件下评估的,且未解决可扩展性或实际实施挑战。参数优化和极端运行条件的处理可能是需要改进的领域。
1:实验设计与方法选择:
本研究对包含太阳能光伏系统、基于模糊逻辑的最大功率点跟踪(MPPT)、磷酸燃料电池(PAFC)、电解槽、储氢罐、感应电机驱动压缩机及电力电子接口的混合光伏/燃料电池系统进行数学建模与仿真。该模型在MATLAB/Simulink中开发并模拟,以分析不同工况下的系统性能。
2:样本选择与数据来源:
模拟采用论文附录中详述的系统组件预设运行参数(如辐照度、温度和压力)。未使用物理样本或外部数据集,所有数据均通过模拟生成。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于仿真的MATLAB/Simulink软件,以及光伏阵列、燃料电池系统、电解槽、压缩机、感应电机、直流-直流升压转换器和脉宽调制逆变器的模型。未提及具体品牌或型号,重点在于理论模型与参数。
4:实验流程与操作步骤:
模拟过程包括在Simulink中搭建混合系统,施加不同工况(如辐照度、温度、氢气压力的变化),运行模拟以观察电压、电流、功率及压力动态等输出。实施协调控制方案,根据负载需求管理电源间的功率流动。
5:数据分析方法:
通过模拟生成的图表和数值分析结果,评估不同场景下的性能指标(如功率输出、效率和响应时间)。未明确提及统计方法;分析基于模拟输出的定性与定量结合。
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Used for modeling, simulation, and analysis of the hybrid PV/FC system, including components like PV arrays, fuel cells, and control systems.
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DC-DC boost converter
Boosts DC voltage from the PV or FC system to match load requirements and minimize reactant flow pressure for efficient power generation.
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PWM inverter
IGBT-based CC-VSC
Converts DC power from the boost converter to AC power for AC loads, using insulated gate bipolar transistors for current control.
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Induction motor
Three-phase
Drives the compressor to enhance hydrogen pressure, improving the performance of the fuel cell system.
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Compressor
Increases hydrogen pressure for storage and FC operation, driven by the induction motor to improve system dynamics.
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