基于Surrogate优化建模方法的预装式氢储能电站结构布局优化

• 作者: 杨南 袁铁江 张昱 张龙
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 预装式储能电站 质子交换膜燃料电池 Surrogate 优化建模 散热设计
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 可再生能源制氢与应用专题
• 页码范围: 473-485
• 页数: 13页
• 分类号: TK91
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200471

摘要

为探索预装式氢储能电站的散热布局问题,提出一种基于Surrogate算法的设计方法.以功率密度最大为目标,结合COMSOL Multiphysical有限元仿真软件与Surrogate算法对质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行结构优化,明晰了PEMFC功率密度范围及其热负荷.基于此,在预装式氢储能电站箱体可行通风散热方案中筛选出最佳方案,以氢储能电站功率最大为目标,以通风散热效果为限制条件,以出风口几何尺寸与PEMFC功率密度为变量,结合Ansys CFX软件与Surrogate算法求解氢储能电站在最佳散热方案下的布局问题,并通过某公司氢储能电站进行了算例验证.验证结果表明:该设计方法解决了有限元模拟搜索法的算力高消耗与结果低通用性的问题,为工业界在多物理量变尺度设计问题上提供了一种有效的解决方案.