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问题:

民用型的燃料电池需要供给大量的家用电器,同时还面临复杂的用电情况,即各式电器不断开关带来的用电负荷频繁改变。

优化燃料电池的稳态及瞬态操作方案以保持燃料的高利用率,适应电池启动及频繁功率变化的复杂运行状态。

研究:

利用gFUELCELL的SOFC高级模型,建立gPROMS电池及用电系统整体动态模型,电池系统与普通家庭交流电系统并联,燃料和空气供给系统及其控制设备亦作为其子模型。

通过用电系统的控制单元,可以实现家用电器启动、停止及频繁开关的复杂用电情况模拟,并反馈至电池的输出功率,及燃料和空气供给系统的工况。

在一小时的运行模拟中,设计了电池启动、低压操作、高压操作和电器逐个开启的用电环境,获得各种环境下总电功率、燃料电池输出功率、家用交流电输出功率、电化学反应热、燃料电池产热及燃料消耗速率等的变化情况。

结论:

gFUELCELL为燃料电池的开发与设计提供了高效的系统级模拟工具,不仅可以研究原电池及电池堆的运行性能,还能够整合原料供给单元和用电设备分析大规模系统用电问题。

gFUELCELL具备完全的动态分析能力,真实模拟现实世界中复杂的用电情况,获得极具参考和指导意义的系统运行数据。