[发明专利]一种燃料电池发电系统的电流脉动抑制方法在审

申请号：	201810017556.X	申请日：	2018-01-09
公开（公告）号：	CN108199409A	公开（公告）日：	2018-06-22
发明（设计）人：	邓惠文;李奇;崔幼龙;陈维荣;朱亚男;尚伟林;黄文强	申请（专利权）人：	西南交通大学
主分类号：	H02J3/38	分类号：	H02J3/38;H02J3/26;H02M1/12;H01M8/10
代理公司：	成都帝鹏知识产权代理事务所(普通合伙) 51265	代理人：	黎照西
地址：	610041***	国省代码：	四川;51
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摘要：
搜索关键词：	电流脉动质子交换膜燃料电池燃料电池发电系统陷波控制单元内环控制外环控制低频脉动分量电压误差信号系统动态性能功率开关管鲁棒稳定性参数变化低频电流发电系统工作参数截止频率驱动信号使用寿命有效抑制输出减小鲁棒脉动前级
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【权利要求书】：

1.一种燃料电池发电系统的电流脉动抑制方法，其特征在于，所述燃料电池发电系统包括燃料电池、DC/DC变换器、电容、DC/AC三相逆变器、LC滤波器、三相负载和控制电路，所述燃料电池通过DC/DC变换器和LC滤波器连接至三相负载，在所述DC/DC变换器和DC/AC三相逆变器之间设置有电容，所述控制电路连接至燃料电池的输出端和电容的两端采集信号，所述控制电路还连接至DC/DC变换器的控制侧；

所述电流脉动抑制方法包括步骤：

S100，对燃料电池发电系统的采集信号进行离散化处理，得到离散信号；将所述离散信号送入控制电路；

S200，由控制电路对离散信号和预设的外环参考信号进行对比，获得误差信号；通过外环控制算法得到内环控制的内环参考信号；

S300，由控制电路对离散信号和内环参考信号进行对比，通过内环控制算法产生获得DC/DC变换器的驱动信号并输出至DC/DC变换器。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池发电系统的电流脉动抑制方法，其特征在于，所述控制电路包括模拟I/O口、A/D转换器、外环控制单元、内环控制单元以及辅助供电电路；所述模拟I/O口、A/D转换器、外环控制单元和内环控制单元依次连接，所述模拟I/O口的输入侧连接至燃料电池的输出端和电容的两端，采集DC/DC变换器输出直流母线侧电容两端的电压信号和燃料电池输出侧的电流信号；所述内环控制单元的输出侧连接至DC/DC变换器，向DC/DC变换器发送驱动信号；所述辅助供电电路为各组件提供电能。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池发电系统的电流脉动抑制方法，其特征在于，在所述步骤S100中离散信号的获取包括步骤：

S101在每个采样周期的起始点，采集DC/DC变换器输出直流母线侧电容两端的电压信号和燃料电池输出侧的电流信号，所述电压信号和电流信号为采集信号；

S102将所述电压信号和电流信号送入A/D转换器中进行离散化处理，得到离散信号，所述离散信号包括离散化的电压信号和离散化的电流信号；

S103将所述离散信号送至控制电路中。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池发电系统的电流脉动抑制方法，其特征在于，所述步骤S200中获得内环参考信号包括步骤：

S201所述控制电路将所述离散化的电压信号与预设的参考电压进行比较，得到误差信号；

S202所述误差信号经过外环控制单元的外环控制算法，得到内环控制的内环参考信号。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池发电系统的电流脉动抑制方法，其特征在于，所述外环控制单元包括PI控制器和陷波控制单元，所述PI控制器和陷波控制单元相互串联；所述PI控制器跟踪参考电压的值；所述陷波控制单元在低频脉动量的二倍频处，阻止二倍频处频率的信号进入到内环控制单元中。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池发电系统的电流脉动抑制方法，其特征在于，所述步骤S300中获得DC/DC变换器的驱动信号，包括步骤：

S301将所述内环参考信号与所述离散化的电流信号进行比较；

S302将比较结果通过内环控制算法获得DC/DC变换器的驱动信号，并将驱动信号输出至DC/DC变换器。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池发电系统的电流脉动抑制方法，其特征在于，所述内环控制算法是利用调制信号与三角波相比较，得到驱动信号。