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燃料电池热电联产的操作方案规则与设计控制

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而,我们还需要更多地研究氢气网络、氢气能源社会、热电联产方式中回收热量的使用、燃料电池氢气的生产和传输。图7-4三相电压源逆变器的总体控制设计方案图7-5提议的居民能源网络在图7-5[3]中介绍了一个网络化燃料电池的热电联产概念。根据热电联产网络的结构,在文献[3]中提出并研究了四个操作方案规则:1)操作方案规则0:每个燃料电池的电力调度是为了配合安装它的家庭的电力需求。

燃料电池热电联产的操作方案规则与设计控制

在本节中,我们将介绍用于住宅的燃料电池热电联产概念[3]。最近有人开始使用住宅燃料电池。然而,我们还需要更多地研究氢气网络、氢气能源社会、热电联产方式中回收热量的使用、燃料电池氢气的生产和传输。我们现在既没有明确的蓝图,也没有明确路线来实现未来氢气能源社会[4,5]。当大量使用分布式发电系统时,为了避免混乱并维护电力系统的可靠性,我们需要有协调合作的运作方式和分级控制。

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图7-4 三相电压逆变器的总体控制设计方案

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图7-5 提议的居民能源网络

在图7-5[3]中介绍了一个网络化燃料电池的热电联产概念。其中有五个家庭都连接到能源网络上。该网络提供现有电网电能和燃料电池电能之间的互换。这里安装了热水管道,三个家庭还安装了燃料电池堆。氢气通过房子之间的氢气管道可以互换。两个家庭还配备了燃料处理器,持续不断地在额定负载下运转,并同时有效地生产氢气。燃料电池堆根据这些家庭的负载而运行。

根据热电联产网络的结构,在文献[3]中提出并研究了四个操作方案规则:(www.xing528.com)

1)操作方案规则0:每个燃料电池的电力调度是为了配合安装它的家庭的电力需求。家庭之间没有电力交换。

2)操作方案规则1:所有的燃料电池同样地分担家庭总电力需求。

3)操作方案规则2:与内燃发动机和部件控制类似的逻辑在这里也适用。燃料电池是随电力需求增加而一个一个地打开的,反之亦然。

4)操作方案规则3:与方案规则2类似,随电力需求增加,燃料电池一个一个地打开。然而,所有开启的燃料电池同样地分担总电力需求。在这个方案中,把方案规则1和规则2合并到了一起。

规则0是这个网络结构分析的基准情况。规则1是为了应对部分负载运作,它可以提供更高的发电效率,并且燃料电池比其他规则也可以操作更长的时间。因此,规则1提供高效率的电力,而不是热水。在规则2中,燃料电池有些在部分负载下运行,有些在额定负载下运行,它提供了最高的热回收效率。这个规则试图用最有效的方式从燃料电池获取热水(热)。规则3是介于规则1和2之间。

在文献[3]中可以找到这个热电联产概念的详细内容及模拟结果。

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