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质子交换膜燃料电池综合动态模型分析

西南交通大学学报 2012年第6期47卷 1003-1008页

作者：陈维荣张瀚月李奇西南交通大学电气工程学院四川成都610031

为深入研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行特性,在既有PEMFC实验模型和机理模型相结合的基础上,利用MATLAB/SIMULINK工具建立了包括电压动态模型、氢氧气流供应动态模型和热力学动态模型的PEMFC综合动态模型;分析了不同负载和温度运行... 详细信息

为深入研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行特性,在既有PEMFC实验模型和机理模型相结合的基础上,利用MATLAB/SIMULINK工具建立了包括电压动态模型、氢氧气流供应动态模型和热力学动态模型的PEMFC综合动态模型;分析了不同负载和温度运行条件下PEMFC综合模型的动态特性;搭建了基于Ballard公司1.2 kW NEXA系统的测试平台,并利用测试平台对仿真模型进行了实验验证.研究结果表明:该模型能够较好地反映PEMFC的动态特性;实验与仿真误差:堆电压为2.06%、功率为0.36%,验证了所建模型的正确性.

关键词：质子交换膜燃料电池动态特性建模 SIMULINK NEXA

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燃料电池混合动力列车的研究现状与发展趋势

西南交通大学学报 2009年第1期44卷 1-6页

作者：陈维荣钱清泉李奇西南交通大学电气工程学院四川成都610031

作为一种高效、环保、节能的新型列车,燃料电池混合动力列车是一种潜力巨大的新型轨道交通工具,将极大地促进轨道交通系统的重大改革与发展.介绍了混合动力列车的研究现状及发展趋势,分析和探讨了燃料电池技术、混合动力系统、能源管理... 详细信息

作为一种高效、环保、节能的新型列车,燃料电池混合动力列车是一种潜力巨大的新型轨道交通工具,将极大地促进轨道交通系统的重大改革与发展.介绍了混合动力列车的研究现状及发展趋势,分析和探讨了燃料电池技术、混合动力系统、能源管理控制系统、电能存储设备以及高压氢安全措施等燃料电池混合动力列车的关键技术,指出了需要重点研究的问题.

关键词：燃料电池列车混合动力新能源应用

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PEMFC并网发电系统主动电流控制方法

西南交通大学学报 2017年第4期52卷 755-763页

作者：李奇于爽韩莹陈维荣西南交通大学电气工程学院四川成都610031

负载功率变化时,由于传统PQ控制方法未充分考虑质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统的实际运行特性,不能有效响应负载需求.为了使PEMFC发电系统在负载变化时准确、快速响应,根据PEMFC发电系统的运行特性和PEMFC并网PQ控制原理,建立了包含... 详细信息

负载功率变化时,由于传统PQ控制方法未充分考虑质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统的实际运行特性,不能有效响应负载需求.为了使PEMFC发电系统在负载变化时准确、快速响应,根据PEMFC发电系统的运行特性和PEMFC并网PQ控制原理,建立了包含150 k W PEMFC电堆、DC/DC变换器、并网逆变器、滤波器等的PEMFC并网系统模型,并在此基础上,提出了基于PQ控制的主动电流控制方法.MATLAB仿真测试结果表明,该方法在额定和非额定输出功率条件下,均能够根据PEMFC输出特性使并网系统有效地响应负载变化,实现从电源到并网的大闭环控制,保证并网系统的稳定、可靠运行,且网侧电流谐波分别为1.76%和2.89%,满足并网要求.

关键词：质子交换膜燃料电池并网发电系统主动电流控制有功/无功控制

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基于数据驱动的质子交换膜燃料电池寿命预测

西南交通大学学报 2020年第2期55卷 417-427页

作者：张雪霞高雨璇陈维荣西南交通大学电气工程学院四川成都610031

质子交换膜燃料电池发电技术是极具应用潜力和工业前景的技术,对质子交换膜燃料电池进行寿命预测是其走向商业推广应用的重要一环.从质子交换膜燃料电池的退化特性及输出特性出发,分析系统及环境因素是如何影响其退化的;阐述了基于数据... 详细信息

质子交换膜燃料电池发电技术是极具应用潜力和工业前景的技术,对质子交换膜燃料电池进行寿命预测是其走向商业推广应用的重要一环.从质子交换膜燃料电池的退化特性及输出特性出发,分析系统及环境因素是如何影响其退化的;阐述了基于数据驱动的寿命预测方法的研究现状,着重对基于神经网络算法的寿命预测进行了综述;分析了寿命预测算法存在的不确定性来源;最后,对质子交换膜燃料电池的寿命预测研究进行了展望,阐明当前存在的经验数据有限、缺乏对瞬态过程的建模、难以实现在线预测等问题,尤其机车用大功率质子交换膜燃料电池的寿命预测仍存在诸多难点.

关键词：质子交换膜燃料电池寿命预测数据驱动

新型供电方式下的有轨电车制动力分配与制动能量回收优化方法研究

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中国电机工程学报 2020年第7期40卷 2285-2294页

作者：李奇尚伟林燕雨陈维荣西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756

为了解决混合动力有轨电车在制动过程中制动能量回收率过低的问题,增加行驶里程,提高制动安全性、可靠性,该文搭建基于新型供电方式的有轨电车混合动力系统,借鉴车辆经济驾驶模式的思想,提出了基于经济驾驶的制动优化方法。方法根据车... 详细信息

为了解决混合动力有轨电车在制动过程中制动能量回收率过低的问题,增加行驶里程,提高制动安全性、可靠性,该文搭建基于新型供电方式的有轨电车混合动力系统,借鉴车辆经济驾驶模式的思想,提出了基于经济驾驶的制动优化方法。方法根据车辆在不同运行状态下对牵引力/制动力的需求,结合牵引电机的机械特性曲线,研究了再生制动力与机械制动力的分配方法,在此基础上,研究了考虑制动能量回收率的混合动力系统能量管理方法。该方法可以有效控制超级电容的SoC,为有轨电车制动能量的回收提供可靠的存储容量。根据仿真实验结果可以看出,优化后制动能量回收率比优化前制动能量回收率提高5%左右,说明基于经济驾驶的制动优化方法,能够有效提高有轨电车制动能量回收率。

关键词：新型供电方式混合动力有轨电车制动力分配制动能量回收

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光伏并网发电系统参数协调优化方法研究

西南交通大学学报 2016年第5期51卷 894-901页

作者：李奇杨寒卿韩莹陈维荣西南交通大学电气工程学院四川成都610031

光伏并网发电系统的参数设计对其稳定运行具有重要意义,为此,提出了一种光伏并网发电系统参数的协调优化方法.该方法通过建立包含光伏电池、并网逆变器、变压器和电网的光伏发电系统小信号数学模型,利用特征值分析(根轨迹图)得到各个特... 详细信息

光伏并网发电系统的参数设计对其稳定运行具有重要意义,为此,提出了一种光伏并网发电系统参数的协调优化方法.该方法通过建立包含光伏电池、并网逆变器、变压器和电网的光伏发电系统小信号数学模型,利用特征值分析(根轨迹图)得到各个特征值稳定情况下的系统参数边界值;在此基础上,建立了计及小干扰稳定性、阻尼比和稳定裕度的协调优化目标函数,并采用回溯搜索算法(backtracking search algorithm,BSA)对系统参数进行优化;通过仿真测试,对比分析了参数优化前后系统的动态响应.研究结果表明,在系统遭受到小扰动后,经过参数优化的光伏并网系统能够在0.1 s内达到新的平衡点稳定运行,比未优化参数的系统动态响应提高了50%.

关键词：光伏发电系统小信号模型回溯搜索算法协调优化目标函数特征值分析法

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电-氢孤岛直流微电网的分层能量管理

西南交通大学学报 2020年第5期55卷 912-919页

作者：李奇蒲雨辰韩莹陈维荣西南交通大学电气工程学院四川成都610031

为了实现电-氢混合储能微电网的控制与运行,提出一种该类孤岛直流微电网的全天候能量管理方法,在满足负载需求功率、控制母线电压的基础上,将微网多余电能向化学能及氢能转化,且将储存的能量通过燃料电池及蓄电池适时运用于微网功率缺... 详细信息

为了实现电-氢混合储能微电网的控制与运行,提出一种该类孤岛直流微电网的全天候能量管理方法,在满足负载需求功率、控制母线电压的基础上,将微网多余电能向化学能及氢能转化,且将储存的能量通过燃料电池及蓄电池适时运用于微网功率缺额的情况;通过对各电源、负载设备DC/DC变换器控制以及管理层的协调控制,实现了该系统的能量管理;基于MATLAB/Simulink软件平台,验证了该文能量管理方法的有效性.研究结果表明:电-氢微电网在运行过程中母线电压波动幅度小于0.33%,远小于5.00%的运行要求;锂电池等效荷电状态及储氢罐等效荷电状态初末值变化幅度分别为4.0%和0.2%,储能系统运行稳定;该能量管理方法能够在保持电-氢系统稳定运行的前提下,无需外界提供额外能量即可确保该系统的全天候正常运行.

关键词：直流微电网能量管理氢储能电储能燃料电池

空冷型PEMFC电堆阳极流道水累积效应研究

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太阳能学报 2016年第8期37卷 1979-1984页

作者：卜庆元李奇陈维荣陈冬浩韩明西南交通大学电气工程学院成都610031 淡马锡理工学院工程学院新加坡529757

实验研究水平衡对空冷型质子交换膜电池(PEMFC)电堆单电池电压均匀性的影响,并提出阳极流道液态水累积概念。基于对单个排气周期的分析,建立累积水量模型。针对不同负载和排气周期对自制的空冷型PEMFC开展了实验。研究结果表明:在低负载... 详细信息

实验研究水平衡对空冷型质子交换膜电池(PEMFC)电堆单电池电压均匀性的影响,并提出阳极流道液态水累积概念。基于对单个排气周期的分析,建立累积水量模型。针对不同负载和排气周期对自制的空冷型PEMFC开展了实验。研究结果表明:在低负载下,调整排气周期对单电池性能影响不大,随着负载的增加,单电池性能对尾气排放周期更加敏感,各单电池电压差异扩大,甚至部分单电池电压大幅降低。该研究提出一种基于单电池电压巡检系统的水淹故障诊断方法,为燃料电池的进一步优化控制奠定基础。

关键词：空冷型PEMFC 单电池水平衡单电池电压累积效应水淹故障诊断

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基于SVM的交通事件检测技术

西南交通大学学报 2011年第1期46卷 63-67页

作者：陈维荣关佩邹月娴西南交通大学电气工程学院四川成都610031 北京大学深圳研究生院广东深圳518055

为减少交通事件引起的交通延误,提出了一种基于支持向量机(SVM)的交通事件自动检测(SVM-AID)算法.采用实际高速公路交通参数数据库(I-880数据库),对SVM-AID算法的分类性能进行测试,并分析了SVM中各参数对分类效果的影响.结果表明,SVM中... 详细信息

为减少交通事件引起的交通延误,提出了一种基于支持向量机(SVM)的交通事件自动检测(SVM-AID)算法.采用实际高速公路交通参数数据库(I-880数据库),对SVM-AID算法的分类性能进行测试,并分析了SVM中各参数对分类效果的影响.结果表明,SVM中参数对分类效果的影响很大,必须慎重选择;SVM-AID算法对不同路段交通事件的正确分类率都在98%以上,平均检测时间不超过5 s,均优于基于人工神经网络等的其他交通事件自动检测算法.

关键词：交通事件检测支持向量机核函数 I-880数据库