氢燃料电池有轨电车混合储能系统的节能运行优化

• 作者: 高锋阳 张浩然 王文祥 李明明 高翾宇
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 混合储能有轨电车 燃料电池 能量管理 功率分配 外部能耗
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 电力系统与综合能源
• 页码范围: 686-696
• 页数: 11页
• 分类号: TM92
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.201645

摘要

针对燃料电池/超级电容/锂电池混合储能有轨电车能量管理中存在的等效能耗受负载随机性影响较大,无法保证全局功率分配最优的问题,同时为进一步提升燃料经济性,提出一种基于外部能耗的运行优化策略.首先,将负载能量需求分为内部能源燃料电池的实时燃料消耗和外部电源锂电池/超级电容的电能消耗两部分;其次,旨在通过将等效能耗最小化策略的目标函数改写为最大化外部电源出力,以分担燃料电池的高功率负载压力,使其不需要评估等效能耗,从而达到增强对负载变载的鲁棒性,同时最小化实时氢耗的目的;最后,将所提优化策略与等效能耗最小化及状态机和功率解耦策略进行对比分析.结果表明:在整个循环工况中,所提方法相较于等效能耗最小化策略燃料电池氢气消耗降低17.68g,峰值电流降低21.81A;相较于状态机和功率解耦策略氢气消耗降低39.04g,峰值电流降低56.9A,且母线电压偏移范围和各能量源应力均有显著改善.