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氨基燃料电池 - 内燃机混合发电系统仿真与调控策略
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- DOI:
- 10.3969/j.issn.2097-0021.2025.06.010
- 作者:
- 陈成 1 ,闫佳乐 1 ,臧春艳 2 ,李松 1
- 作者单位:
- 1. 华中科技大学能源与动力工程学院,武汉 430074 ;2. 华中科技大学电气与电子工程学院,武汉 430074
- 关键词:
- 氨基燃料;混合发电系统;系统效率;燃料消耗;控制策略
- 摘要:
- 氨作为氢载体具有能量密度高、安全性好、储运便利及零碳排放等优势,开发氨基燃料电池 - 内燃机混合发电系统有助于融合两者技术优势,推动氨燃料的规模应用。针对该系统当前在控制策略设计与整体性能优化方面的不足,通过构建包含氨分解装置、质子交换膜燃料电池和氨氢内燃机的全系统模型,提出 3 种控制策略:氨燃料逐时流量输入、带储氢罐的阶跃流量输入及带锂电池的阶跃流量输入策略。研究表明,逐时流量输入策略可实现日平均效率 59.16%,使日耗氨量最低(643.59 kg),但因缺乏储能单元,阀门动作频繁,影响系统稳定与灵活运行;带储氢罐的阶跃流量输入策略系统效率最低,耗氨量最高,虽然简化氨输入、加入储氢罐提高了灵活性,但使氢气的分配更加复杂;带锂电池的阶跃输入策略经济效益最优,日均运行费用仅 1 714.84 元,储能量最大,单机效率最为平稳,系统稳定性和灵活性最高。带锂电池的阶跃输入策略在 3 种策略中最优,可为氨基燃料电池 - 内燃机混合发电系统的实际应用提供理论支撑。

