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基于PLC和LabVIEW的燃料电池测试系统设计被引量：9: 2016年; 针对开展空冷燃料电池多环境变量优化研究的需要,基于西门子S7-1200系列PLC和监控软件设计平台LabVIEW,构建了空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)测试系统。该系统以PLC为底层控制单元,LabVIEW监控程序为主监控单元,通过ModbusTCP/IP和Modbus串口协议实现设备间数据通信与控制交互,底层控制单元将传感器采集的各项燃料电池运行特征参数上传、分析并记录。在此基础上,充分考虑空冷型PEMFC对时序和控制操作的敏感性要求,实现对燃料电池启停时序控制、阳极排气控制和温度控制等。此外,系统能够根据实际运行状态在线调整运行参数并且图形化的人机交互界面可实时显示并记录系统运行状态,包括故障和报警信息等。经实验验证,该测试系统运行可靠,监控性能良好,实用性强,能够用于空冷自增湿型PEMFC的实验研究。; 彭赟彭飞刘志祥李奇陈维荣; 关键词：PEMFC PLC LAB VIEW

空冷PEMFC空气流向实验研究: 2014年; 空冷型质子交换膜燃料电池利用外部风扇来提供反应所需空气,并为电堆散热。由于电堆内部流道以及外部风扇罩的影响,空气的流向不同会对电堆内部空气在各单电池间的流动造成影响,从而影响电堆内的冷却和电化学反应效果。开展了空气的流向对电堆性能影响的实验研究,在环境温度、风扇转速等外界条件不变的情况下,测量了散热风扇"吸风"与"吹风"两种空气流动方式对电堆和各单电池输出特性的影响。结果表明,采用"吸风"方式供应空气(即正向流动)时,虽然电堆总体性能略低于"吹风"(即反向流动),但电堆均匀性和稳定性要更好,因此在空冷型质子交换膜燃料电池的使用过程中,采用空气正向流动方式更有利。; 阙海丹刘志祥陈维荣李奇欧阳家俊; 关键词：质子交换膜燃料电池空冷

光伏并网发电系统参数协调优化方法研究被引量：8: 2016年; 光伏并网发电系统的参数设计对其稳定运行具有重要意义,为此,提出了一种光伏并网发电系统参数的协调优化方法.该方法通过建立包含光伏电池、并网逆变器、变压器和电网的光伏发电系统小信号数学模型,利用特征值分析(根轨迹图)得到各个特征值稳定情况下的系统参数边界值;在此基础上,建立了计及小干扰稳定性、阻尼比和稳定裕度的协调优化目标函数,并采用回溯搜索算法(backtracking search algorithm,BSA)对系统参数进行优化;通过仿真测试,对比分析了参数优化前后系统的动态响应.研究结果表明,在系统遭受到小扰动后,经过参数优化的光伏并网系统能够在0.1 s内达到新的平衡点稳定运行,比未优化参数的系统动态响应提高了50%.; 李奇杨寒卿韩莹陈维荣; 关键词：光伏发电系统小信号模型特征值分析法

空冷型PEMFC阳极排气周期实验研究被引量：6: 2015年; 针对不同负载和阳极排气周期,对自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行实验。在实验过程中用单电池巡检系统监控各单体电池的电压,红外热像仪测量电堆表面的温度分布。在恒压输出模式下,随着阳极排气周期和负载的增大,单体电池的电压差逐渐扩大。当排气间隔为50 s(单体电池电压设定为0.6 V)时,平均电压最大偏差达0.2 V,出现该现象的原因是高负载输出时,如阳极排气不及时,更容易发生水淹。; 陈冬浩卜庆元陈维荣韩明; 关键词：表面温度

分布式电源并网逆变器谐波抑制方法被引量：15: 2014年; 为了解决传统的比例-积分(PI)控制器由于自身缺陷引起的电压、电流谐波问题,提出了两相同步旋转坐标系下基于比例-积分-谐振(PIR)控制器的电压、电流双闭环逆变器控制策略;同时引入了简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,并在此基础上提出相电压重构方法。仿真实验表明,上述控制策略对指定次谐波具有良好的抑制效果,采用该策略的逆变器具有良好的输出特性,进而验证了该控制策略对并网系统的有效性。; 韩莹陈维荣李奇刘志祥; 关键词：并网逆变器总谐波畸变率

System integration of China's first PEMFC locomotive被引量：7: 2013年; In the face of growing environmental pollution,developing a fuel-cell-driven shunting locomotive is a great challenge in China for environmental protection and energy saving,which combines the environmental advantages of an electric locomotive with the lower infrastructure costs of a diesel-electric locomotive.In this paper,the investigation status and the development trend of the fuel-cell-driven shunting locomotive were introduced.Through innovation of the power system using fuel cells,an experiment prototype of a fuel-cell shunting locomotive was developed,which would reduce the effects on the environment of the existing locomotives.This was the first locomotive to use a proton exchange membrane fuel-cell(PEMFC) power plant in China.From October 2012,we started to test the fuel-cell power plant and further test runs on the test rail-line in Chengdu,Sichuan.The achieved encouraging results can provide fundamental data for the modification of the current individual fuel cell locomotives or further development of the fuel-cell hybrid ones in China.; WeiRong ChenFei PengZhixiang LiuQi LiChaohua Dai; 关键词：质子交换膜燃料电池电力机车调车机车

硼氢化钠水解制氢催化剂优化的实验研究: 2016年; 分别将氯化钴和柠檬酸作为硼氢化钠水解制氢的催化剂进行实验研究,结果发现,用氯化钴催化硼氢化钠制氢,单位质量产氢量较高,但反应速率较慢;用柠檬酸催化硼氢化钠制氢,单位质量产氢量偏低,但反应速率较快。基于上述实验结果,将氯化钴和柠檬酸按一定质量比混合作为硼氢化钠粉末水解制氢的催化剂进行制氢,结果发现,不仅其单位质量产氢量得到提高,而且其产氢速率也得到显著提升。因此,氯化钴和柠檬酸混合物作为催化剂时,获得产氢量高和产氢速度快的综合性能。; 王勇彭跃进刘志祥; 关键词：硼氢化钠制氢氯化钴柠檬酸

空冷自增湿PEMFC测试平台设计被引量：4: 2015年; 为便于对空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能测试及控制算法设计,基于工控机、Lab VIEW及USB数据采集模块设计了一种通用开放式空冷自增湿PEMFC测试平台,用于对空冷自增湿PEMFC性能测试及控制算法设计与验证。测试平台通过USB数据采集模块采集PEMFC电堆的温度、输出电流、输出电压等参数,实时显示电堆当前状态参数曲线,并输出相应控制信号控制电堆稳定运行。经实验验证,该测试平台运行可靠,监控性能良好,实用性强,为研究空冷自增湿PEMFC的性能与控制算法设计提供了开放式测试平台,具有很高的实用价值。; 游志宇陈维荣张德玉戴朝华彭赟; 关键词：质子交换膜燃料电池数据采集 LABVIEW

基于双二阶广义积分锁相环的燃料电池并网系统研究被引量：20: 2014年; 针对燃料电池发电系统运行特性,建立了燃料电池并网控制系统模型,并设计了并网逆变器的有功/无功控制策略和基于双二阶广义积分器的锁相环(DSOGI-PLL)方案。通过在电网三相电压理想工况和三相电压不平衡条件下的仿真测试,证明了所建立的并网控制系统能够实现单位功率因数运行。而且所设计的DSOGI-PLL能够在单相和两相电压故障情况下快速、准确地跟踪电网电压的频率和相位,具有较好的频率自适应及对输入信号的滤波功能。验证了所设计并网系统的正确性和有效性。; 刘述奎韩莹李奇陈维荣刘志祥; 关键词：燃料电池发电并网系统锁相环三相电压不平衡

水冷型质子交换膜燃料电池温度控制策略被引量：11: 2015年; 为了解决传统温度控制策略在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电堆实际操作过程中存在的强耦合性,避免在电堆电流大幅加载时电堆内部出现短时高温,提出了一种基于电堆空气入口压力变化的改进温度控制策略.该策略以冷却水入口压力为调节目标,通过调节冷却水泵的转速控制冷却水流速,调节散热器风扇转速控制电堆冷却水入口温度.考虑电堆极板耐压的条件下,在自主搭建的多功能PEMFC测试平台上对传统控制策略与改进控制策略做了实验对比.结果表明,改进温度控制策略使冷却水入口温度最大超调量减小34.7%,冷却水出入口最大温度偏差减小17.8%,实现了较高的控制精度;电流从120 A降低到90 A时,调整时间最少缩短100 s,提高了系统的响应速度,满足燃料电池发电系统对温度控制的需求.; 陈维荣李艳昆李岩赵兴强; 关键词：PEMFC 温度控制策略解耦控制

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国家教育部博士点基金(20120184120011)

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机构

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