SOFC混合发电系统的多尺度建模与控制策略研究

紧密围绕固体氧化物燃料电池（SOFC），针对SOFC混合发电系统集成、优化与控制的相关问题开展研究。主要内容包括：（1）现有SOFC机理模型的改进：考虑气体组分的竞争吸附和表面扩散作用，及加入CO的电化学子模型，使其适用于描述大电流密度、高燃料利用率和混合燃料工况下的电池特性，并得到其近似解析解用于系统级分析。（2）系统稳态分析与优化：建立不同复杂度的系统关键部件多元模型，基于商用平台gPROMS进行统一封装，形成通用的模型库，针对不同的系统拓扑结构，实现图形化界面下的模块化设计，在此基础上进行系统结构、操作条件等的优化分析。（3）系统动态特性分析和多变量耦合控制器设计：以部件物理模型为基础，建立面向控制的系统动态模型，在多输入多输出系统的频域分析基础上，考虑到SOFC混合发电系统的强耦合特点，引入线性和非线性多变量自适应控制率。