考虑运行参数可寻优范围的PEMFC系统净功率优化

质子交换膜燃料电池电堆的运行参数对电堆输出性能和空压机、循环水泵和散热风扇等辅助设备的寄生功率都会产生影响,可通过对电堆运行参数进行优化来实现系统最大净功率输出目标。实际系统受到空压机性能和背压阀调节能力的限制,阴极运行参数的调节范围存在界限,本文基于MATLAB/Simulink软件建立62 kW燃料电池系统模型,通过仿真分析确定了各负载电流下的参数可优化范围,采用遗传算法对电堆温度、阴极压力和过氧比进行了优化。结果表明:在各负载电流下,提升电堆温度都有利于增加系统净功率,最优运行温度均为80℃。而过氧比和阴极压力在不同的负载电流下的优化方向是不同的;在低负载电流(50、100 A)下增加过氧比和阴极压力时,电堆输出功率的增长小于寄生功率,提供较低的过氧比和阴极压力有利于提升系统净功率;高负载电流(300A)下,低过氧比和阴极压力会限制电堆输出功率,最低净功率仅为35.530 kW;合理增加过氧比和阴极压力后,获得的最优净功率为53.271 kW,通过运行参数优化可实现49.9%的净功率提升。

供水温度对高背压热电联产系统能耗水平的影响

高背压供热模式是提高能源利用率、降低火力发电煤耗的有效途径,从全局角度研究一次网设计供水温度取值对热电联产系统的影响、确定热网供水温度最佳设计值是热电联产系统参数设计的核心问题。本文利用热网变工况模型及Ebsilon软件仿真,以某310MW直接空冷高背压供热机组与热网组成的热电联产系统为研究对象,分析了设计参数(供热负荷、一次网供水温度)不同时整个供热周期内系统能源转化效率及能耗水平。结果表明:一次网设计供水温度取值不同时,系统周期供电煤耗极差可达4.56g/kW·h;供热负荷设计值较低时,系统周期净供电功率在一次网设计供水温度取中间某值时存在最大值;供热负荷设计值较高时,随一次网设计供水温度增加,系统周期净供电功率不断增加。

基于斯特林机的碟式太阳能热发电系统性能仿真分析

通过对聚光器、接收器和斯特林机等模块进行分析,得到了各模块之间的函数关系,建立了碟式太阳能热发电系统的能量传递模型,运用该模型对碟式太阳能热发电系统在不同气候条件下的性能进行了仿真分析。结果表明,斯特林机压力与太阳直接辐射强度呈线性增大关系;当斯特林机热头温度保持在设定值范围内时,系统净输出功率随斯特林机压力的增大而升高;当环境温度降低时,斯特林机效率和系统净输出功率均有所升高,但系统净输出功率升高幅度不大;当风速增大时,接收器效率及系统净输出功率均降低。