重庆大学赵霞获国家专利权
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龙图腾网获悉重庆大学申请的专利一种计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度改进方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116050700B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211255062.8,技术领域涉及:G06Q10/063;该发明授权一种计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度改进方法是由赵霞;毛杨;谭红;王骆设计研发完成,并于2022-10-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度改进方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度改进方法,包括以下步骤:1获取综合能源系统的基本参数。2建立综合能源系统的设备模型。3建立计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度模型。4对综合能源系统优化调度模型中的非线性约束进行线性化处理,得到综合能源系统最优调度模型;5求解综合能源系统最优调度模型,得到计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度方案。可在热负荷较大、电价较低的时段提高SOFC的产热效率,也可在电价较高的时段增加产电效率。
本发明授权一种计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度改进方法在权利要求书中公布了:1.一种计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度改进方法,其特征在于,包括以下步骤: 1获取综合能源系统的基本参数; 2建立综合能源系统的设备模型; 3建立计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度模型; 4对综合能源系统优化调度模型中的非线性约束进行线性化处理,得到综合能源系统最优调度模型; 5求解综合能源系统最优调度模型,得到计及燃料电池热电联供的综合能源系统优化调度方案; 所述综合能源系统的设备模型包括固体氧化物燃料电池的热电联供模型、燃气轮机模型、燃气锅炉模型、电锅炉模型、电制冷机模型、蓄电池模型、储热罐模型; 所述固体氧化物燃料电池的热电联供模型包括固体氧化物燃料电池产电模型和固体氧化物燃料电池产热模型; 固体氧化物燃料电池的产电模型分别如公式1-10所示,即: 式中:参数Kr=14F;F是法拉第常数;It为t时段单个固体氧化物燃料电池中的电流;分别为t时段单个固体氧化物燃料电池中消耗的氢气和氧气的摩尔流量;为t时段单个固体氧化物燃料电池中生成的水蒸气的摩尔流量; 式中:是单个固体氧化物燃料电池中氢气、氧气和水蒸气的压力;为输入单个固体氧化物燃料电池的氢气摩尔流量;是氢气、氧气和水蒸气的阀摩尔常数;rH-O为氢气流量与氧气流量之比; 式中:ut为燃料利用率; 式中:qsofc,t为输入固体氧化物燃料电池的天然气流量;N1为电池堆中串联单电池的数量;N2为电池堆的并联列数; Usofc,t=N1Enernst,t-Uact,t-Ucon,t-Uohm,t5 式中:Enernst,t为单个固体氧化物燃料电池的能斯特可逆电势;Uact,t、Ucon,t、Uohm,t分别为单个固体氧化物燃料电池的活性极化电压、浓差极化电压和电阻损耗电压;Usofc,t为固体氧化物燃料电池的输出电压; 式中:E0为标准电势;R是通用气体常数;T是燃料电池的工作温度;Enernst,t为能斯特可逆电势; 式中:I0为交换电流;Uact,t为活性极化电压; 式中:IL为极限电流;Ucon,t为浓差极化电压; Uohm,t=rIt9 式中:r为单个固体氧化物燃料电池的电阻;Uohm,t为电阻损耗电压; Psofc,t=N1N2Enernst,t-Uact,t-Ucon,t-Uohm,tIt×10-310 式中:Psofc,t为固体氧化物燃料电池输出的电功率; 固体氧化物燃料电池的产热模型分别如公式11-17所示,即: 式中:Qgen,sofc,t为固体氧化物燃料电池电堆产生的总热功率;Qre,t为甲烷蒸汽重整反应所需的热功率;ηgas为电堆中气体带走热量的比例;为预热天然气所需的热功率;Qpre,air,t为预热空气所需的热功率;为预热水所需的热功率;Qab,t为后燃烧室中氢气燃烧产生的热功率;Qsofc,t为固体氧化物燃料电池输出的热功率; Qgen,sofc,t=-4ΔH1utqsofc,t-Psofc,t12 式中:ΔH1为氢气与氧气在电池堆中发生电化学反应时的焓变;Qgen,sofc,t为电池电堆产生的总热功率; 式中:为天然气的比热容;为天然气摩尔质量;为天然气初始温度;为天然气的预热温度;为天然气预热器的效率;为预热天然气所需的热功率; 式中:Cair为空气的比热容;Mair为空气摩尔质量;Tair,0为空气初始温度;Tair为空气的预热温度;εair为空气预热器的效率;Qpre,air,t为预热空气所需的热功率; 式中:为液态水的比热容;为水蒸气的比热容;为水的摩尔质量;为水的汽化潜热;为水的初始温度;为水的预热温度;为水预热器的效率;为预热水所需的热功率; 式中:ηab为后燃烧室效率;为氢气的低热值;Qab,t为后燃烧室中的氢气燃烧产生的热功率; Qre,t=ΔH2qsofc,t17 式中:ΔH2为甲烷蒸汽重整反应的焓变;Qre,t为甲烷蒸汽重整反应所需的热功率。
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