固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合发电系统建模与控制的研究现状与进展.pdf

第44卷第2期 机械工程学报 v01．44No．2 2008年2月 Feb． 2008 CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERING 固体氧化物燃料电池一燃气轮机混合发电 系统建模与控制的研究现状与进展水 包成蔡宁生 (清华大学热能工程系 北京 100084) oxidefuel 摘要：固体氧化物燃料电池一燃气轮机(Solid cell．gas 技术之一，混合系统的建模、优化与控制方面的研究对于系统集成和商业化运行具有重要意义。’通过论述国内外在SOFC单 电池机理、半经验模型、电池组模型、混合系统模型，以及系统动态模型与分布式发电系统控制等各个层次的研究成果，提 出多尺度的自主研发技术路线。发展适合于高燃料利用率和不同燃料组分的单电池机理模型，并简化出更为合理的半经验模 型或近似精确解，用于系统级分析；开发具有自主知识产权的部件模型库，进行系统集成设计和匹配优化；遵循V型开发 模式，在系统动态特性分析基础上，开发先进的控制算法形成快速控制原型；建立实时控制的硬件在环演示系统，进行 SOFC．GT系统的预集成。 ． 关键词：固体氧化物燃料电池混合发电系统多尺度模型库集成与优化多变量控制V型模式 TKl4 中图分类号：TM911．47 and in andControlofSolid ResearchStatusAdvances Modeling GasTurbine Generation OxideFuelCell Hybrid System BAO CAI ChengNingsheng ofThermal 1 (DepartmentEngineering，TsinghuaUniversity,Beijing00084) Abstract：Solidoxidefuelcell isoneof clean gasturbine(SOFC-GT)hybridgenerationsystem highly-efficientgeneration inthefuture．Researchof andcontrolofthe is tothe verymeaningfulsystem technologies modeling，optimizationhybridsystem and thestate-of-the-artachievementsmechanisticand model integrationcommercialization．Byintroducing including semi-empirical of and modelandcontrolof singlecell，stackmodel，hybridsystemmodel，systemintegrationoptimization，control-orientaldynamic distributed multi·scale rese