[发明专利]一种实现燃料电池阵列最大效率运行的功率分配方法

权利要求书

1.一种实现燃料电池阵列最大效率运行的功率分配方法，其特征在于，包括步骤：

S100，采集燃料电池阵列中每个燃料电池输出端的电压和电流信号，采集燃料电池阵列中每个变换器输出端的电压和电流信号，采集负载侧电压和电流信号计算需求功率；

S200，通过采集得到的电压电流信号计算每组燃料电池系统输出功率，以及每组燃料电池单位时间内消耗氢气产生的热量，在线拟合单位时间能耗与每组燃料电池系统输出功率之间的能耗功率曲线关系式；

S300，设定每个燃料电池最大输出功率P_max，设定每个燃料电池系统切换点功率P_{end_i}，设定燃料电池性能差异排序变量R_label，计算燃料电池阵列中协调功率分配矩阵M和V，计算每个燃料电池参考输出功率P_ref；通过计算协调功率分配矩阵燃料电池排序变量和切换点功率；

S400，确定燃料电池阵列中各燃料电池运行状态，从而确定燃料电池协调分配矩阵维数以及燃料电池序列号以便控制燃料电池输出参考功率。

2.根据权利要求1所述的一种实现燃料电池阵列最大效率运行的功率分配方法，其特征在于，所述燃料电池阵列包括多个单体燃料电池系统级联单向DC/DC变换器构成，通过与母线并联的方式输送能量。

3.根据权利要求1所述的一种实现燃料电池阵列最大效率运行的功率分配方法，其特征在于，所述步骤S200中所述燃料电池单位时间能耗与系统输出功率之间的曲线关系式为：

第i个燃料电池系统的效率为η_FCi，且有下式：

其中，Q_FCi为第i个燃料电池系统的单位时间能耗值，且有下式：

Q_FCi＝a_iP_FCi²+b_iP_FCi+c_i；

式中，P_FCi代表第i个燃料电池系统的输出功率值，a_i、b_i以及c_i分别代表第i个燃料电池系统的待辨识的运行参数。

4.根据权利要求3所述的一种实现燃料电池阵列最大效率运行的功率分配方法，其特征在于，对于料电池系统的待辨识的运行参数a_i、b_i以及c_i，获取方式包括步骤：

(1)对燃料电池系统进行测试实验，获得燃料电池的实时单位时间能耗值和实时输出功率值；

(2)依据最小二乘原则，令函数Q_FCi与待辨识数据之间残差平方和最小，即其中N为数据点个数；

(3)采用基于核偏缩减的迭代求解依据最小二乘原则实时辨识燃料电池运行参数a_i、b_i以及c_i具体为：

对于系统：y_i＝f(x_i,u_i)；

其中，y_i为第i个燃料电池实时单位时间能耗测量值；x_i为第i个燃料电池实时输出功率；u_i为第i个燃料电池的待辨识参数：

都有：

u_i(k+1)＝u_i(k)+PC^T(CPC^T+R^T)e(u_i(k))；

其中，C为观测矩阵；R为测量噪声协方差矩阵，是一个常数矩阵；P为误差方差矩阵；e为残差。