文献综述(或调研报告):
SOFC/空调系统的控制与优化文献综述
秦宇枭
(东南大学能源与环境学院 南京 210000)
指导老师:孙立
摘要
简单介绍了SOFC与空调系统的特点,阐述了现今主流的控制方法与优化算法,对其相关的使用研究进行了简述,并且对不同方法的优缺点进行分析,比较了其优势与劣势。
关键词: SOFC;空调系统;优化控制
1.引言
如今,由于化石燃料的滥用,大量的污染物被排放到了大气中,这导致了温室效应等一系列的环境问题。固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高能源转化效率与低污染物排放的特性而备受科学家关注,它也被用作能量来源而广泛地应用于分布式能源系统供能,燃料电池电厂,以及汽车、船舶供能等领域。为了确保SOFC的安全性,稳定性和效率,有效控制策略的研究是非常重要的。 为了保持SOFC的效率,SOFC的燃料利用率必须保持在0.7到0.9之间。 另外,为了确保SOFC电源的质量,必须精确控制输出电压。因此,找到一种有效的控制算法以保证燃料利用率和输出电压在负载扰动下的稳定是十分重要的。
空调系统在人类的日常生活中也同样起着至关重要的作用。 通过空调系统来控制温度的技术涉及到了人类的舒适度调节,食物的储存,食品的运输,医疗用品的存放等各个领域。 然而,由于空调系统必须以将热量从冷源移动到热源的方式工作,这个过程需要消耗巨大的能量。 而同时,随着社会的发展和城市化进程,空调技术应用到世界各地,这促使世界各地的碳排放增长加速。所以,有效的控制算法对于维持空调温度的精确控制以及节能减排也有着重要的意义。
2. 控制方法
2.1 PID控制
PID控制器(Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器),由比例单元 P、积分单元 I 和微分单元 D 组成。通过Kp, Ki和Kd三个参数的设定。它具有简单的结构与较高的可靠性,是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较,然后把这个差别用于计算新的输入值,这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。Xu等人[1]通过PID控制器分别在制冷和制热两种工况下实现了对制冷换热系统的控制,Rana等人[2]用PID控制器,实现了对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的控制。
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