ترجمه مقاله استراتژی مدیریت انرژی مبتنی بر بهینه سازی برای سیستم تولید برق هیبریدی باتری یا پیل سوختی

ترجمه مقاله استراتژی مدیریت انرژی مبتنی بر بهینه سازی برای سیستم تولید برق هیبریدی باتری یا پیل سوختی

چکیده

در این مقاله استراتژی مدیریت انرژی EMS برای یک سلول سوختی هیبریدی در وسیله نقلیه الکتریکی (FC-HEV) مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مقاله ایجاد اطمینان از تقسیم قدرت مطلوب بین سیستم پیل سوختی وباتری است که با توجه به شرایط عملیاتی FCS می اشد. FCS یک سیستم چند فازی است که اجرای پرانرژی را در شرایط عملیاتی به وجود می اورد. به عنوان مثال،دما،رطوبت نسبی گاز،استوکیومتری گاز،فشار. تکنیک های خاص باید رسیدن به بهترین عملکرد از FCS استفاده شود. در این کار،مدل آنلاین با استفاده از شناسایی روش تطبیقی بازگشتی حداقل مربعات ARLS به دنبال یک تغییر در اجرای FCS می باشد. سپس یک الگوریتم بهینه سازی براساسمدل به روز شده استفاده می شود که جهت پیدا کردن بهترین کارایی و قدرت است. این فرایند در EMS مطلوب جهت حداقل برگشت استفاده می شود. که برای یک FC-HEV می باشد. اثربخشی EMS ارائه شده توسط مطالعات انجام شده در دو FSC با سطح تخریب مختلف نشان داده می شود.

کلمات کلیدی:پیل سوختی،کنترل تطبیقی، اصل حداقل برگشت،شناسایی آنلاین،وسیله نقلیه

۱-مقدمه

راه حل امیدوارکننده در تولید برق در خودروهای هیبریدی یا سیستم ثابت سلول های سوختی است. FCS برای برنامه های کاربردی با پیل های سوختی با غشای پروتونی تبادل سوخت کننده می باشد که این نوع پیل از نوع پلیمری بوده ودر دمای پایین کار کرده وفشار را تحمل می کند. علاوه براین مصرف هیدورژن را می توان با انرژی های تجدید پذیر مانند الکترولیز کردن وفرایندهای زیست توده می توان برق منتشر شده در جهان را افزایش داد. در عمل دوام خوبی برای PM-FC تضمین شده است. زمانی که پویایی بار آهسته می باشد. به تبع آن یک بافر پر انرژی مانند باتری،ابرخازن،باید بین PEM-FC قرار می گیرد. و منجر به برآورد سریع بار دینامیک جهت ارائه یک قدرت کششی در یک خودروی DC می شود. به منزله انرژی بین دو منبع توزیع شده ،استراتژی مدیریت انرژی EMS مورد نیاز است در تحقیقات دو کلاس از FC-HEV ها برای EMS تعریف شده است که مبتنی بر شرایط و کنترل های بهینه سازی می باشد. در حالت مبتنی بر شرایط و قوانین استفاده از تخصص قطعی به نظر می رسد و یا به صورت تطبیقی و یا پیش بینی اشکال بوده و می تواند در سیستم های سازگار باشد. روش دوم براساس بهینه سازی یک تابع هزینه است که اغلب معیار تعریف مصرف سوخت،بازده سیستم یا قدرت سیستم است. فرودی و همکارانش توسعهاستراتژی های اتشافی و بهینه را براساس نقشه کارایی ایستا و اعتبار آنها در زمان واقعی دارند. نتایج نشان می دهد که کاهش تقسیم قدرت،مصرف هیدروژن افزایش یافته است. برنارد و همکارانش طراحی یک EMS را به منظور حداقل برگشت به منظور کاهش مصرف هیدروژن و انجام تحقیقات تجربی ارائه نموده اند که می تواند PNP براساس منطق فازی تقسیم قدرت را انجام دهد. در اغلب موارد اشکال این استراتژی این است که آنها در مدل های ثابت یه یک عامل بستگی دارند که با توجه به اعتبار انها می باشند. در واقع PEM-FC یک سیستم چندبعدی است و اجرای پرانرژی را در شرایط عملیاتی ارائه می کند که بستگی به درجه حرارت،رطوبت نسبی گاز،استوکیومتریگاز و فشار دارد. بنابراین لازم است که این تغییرات در شرایط عملیاتی در یک EMS کلی از سیستم ترکیبی باشد. دوراه برای شناسایی عملکرد یک FCS وجود دارد که در زمان واقعی می باشد. اولین استفاده از حداکثر استراتژی مانند حداکثر ردیابی نقطه توان MPPT می باشد. علاوه بر تحقیقات انجام شده،نتایج در این موضوع در مورد PEM-FC وجود دارد. بنزونگ و همکارانش یک الگوریتم MPPT را براساس افزایش آشفتگی طراحی نموده اند. بیزون تعریف MPPT را با یک الگوریتم اافی به منظور بهبود سرعت ردیابی ارائه کرده و آن را با یک نمایش شبیه سازی عددی ارائه می کند. گوا و-رونگ و همکارانش یک الگوریتم MPPT را براساس تطبیق مقاومت و پیاده سازی آن برروی یک سیستم انرژی هیبریدی طراحی نمودهاند. روش دوم استفاده از شناسایی آنلاین پارامتریک در الگوریتم های بهینه سازی همراه است. با این حال این روش نیاز به یک مدل PEM-FC دارد. یک بار دیگر می گوییم که این دو راه حل امکان پذیر ایت . یک راه حل مستقیم که براساس رفتار PEM-FC در مدل های پیچیده نیز وجود دارد. با این حال،طراحی می تواند فرایندهای دشوار وقت گیر را داشته باشد. راه دیگر، استفاده از پارامترهای سازگاری آنلاین در مدل ها می بشد. پارامترها بدون در نظر گرفتن برآورد نوسانات فیزیکی می باشد. میلر و همکارانش مدل های ممکن برای شناسایی رفتار آنلاین یک FCS را بدست آوردند و نتیجه گرفتند که بهترین نتایج با داده های مدل اورسیوم بود است. یانگ و همکارانش استفاده زا یک مدل جهت تقلید از رفتار FCS را داشته اند و کنترل را با آن انجام داده اند. در مطالعه ما،از روش دو مرحله ای استفاده می شود. شناسایی الگوریتم با یک مدل نیمه تجربی از PEM-FC اعمال می شود. سپس در این مدل برای بهینه سازی عملکرد از PEM-FC استفاده می شود. یک مدل نیمه تجربی استفاده شده است. چرا که ارائه دهنده یک ارتباط بین معنای فیزیکی و هزینه محاسبه است. روش دومرحله ای انتخاب شده است تا فعال کردن وآثار آینده وشناسایی در مقابل چنین پارامترهای ورودی را داشته باشد. در این مطالعه تنها یک پارامتر بهینه سازی شده است. مطالعات مختلفی پیشنهاد کمک در مورد موضوع شناسایی آنلاین را با بهینه سازی FCS جهت پیدا کردن بهترین عملکرد ارائه نموده اند. متکار و همکاراش توسعه کنترل تطبیقی FCS را با یک مدل وینر و اعتبارسنجی عددی پیشنهاد نموده اند. دازی و همکارانش شبیه سازی پیش بینی کنترل را برای تعیین حداکثر عملیات FCS ارائه نموده است. راموس و همکارانش تعیین کنترل MPPT را در یک حلقه سخت افزاری بدست آورده است. ژن و همکارانش انجام یک آزمایش را جهت اعتبار زمانی واقعی بهینه سازی یک FCS اکسیدجامد ارائه نموده اند. پرووانی وهمکارانش یک آزمایش را برای دستیابی به حداکثر بهره وری از PEM-FC ارائه نموده اند. در این مطالعه از کرووانی وهمکارانش در روی یک مدل چند جمله ای بهره وری از PEM-FC کار نموده اند که به دنبال بهترین بهره وری با تنظیم متغیرهای کنترل بوده است. به طور خلاصه،روش تقسیم قدرت بین این دو منبع در یک سیستم ترکیبی وجود دارد و روش تحقیق به منظور تعیین بهترین عملکرد PEM می باشد. با این حال باید توجه داشت که چند EMS وجود دارد که تقسیم قدرت در یک سیستم ترکیبی را داشته و روش PEM-FC به دنبال آن است. این کار برروی یک مطالعه تجربی قبلی انجام شده است که در ان نشان داده شده است که یک الگوریتم تعیین عملکرد می تواند یک مدل نیمه تجربی از PEM-FC را سازگار در زمان واقعی ارائه دهد. در مطالعه دیگری،یک EMS تطبیقی براساس رفتار هیسترزیس اجرا شده است. در حال حاضر هدف این مقاله ارائه یک EMS تطبیقی براساس حداقل برگشت (A-PNP) می باشد. هدف ازاین استراتژی (A-PNP) رسیدن به تقسیم مطلوب قدرت بین دو منبع می باشد. اما علاوه براین،ایناستراتژیA-PNP رسیدن به تقسیم قدرت مطلوب بین دو منبع PEM-FC را دارد. اما علاوه برآن ،این استراتژی تغییر در حداکثر قدرت و بهره وری را دارد که با توجه به تخریب PEM-FC است. تاکید خاصی در عامل رانش پارامتر با استفاده از دو ر مختلف با سطح تخریب متفاوت ارائه شده است. از طریق این آزمون،نقشه دو PEM-FC در آزمایش بدست می آید. یکی از PEM-FC تا حدود ۲۰ ساعت عملیاتی سالم می باشد. در حالی که دومی تا ۳۰۰ساعت کار عملیاتی تخریب می شودکه در شکل های ۱ و۲ دیده می شود. همچنین این نقشه ها اعتبار الگوریتم توسعه یافته را نشان می دهد. بقیه مقاله به شرح زیر می باشد. در بخش دوم معماری از سیستم هیبریدی ارائه می شود. در حالی که در بخش سوم EMS سه مرحله ای ارائه می شود. توصیف نتایج تجربی به دنبال بهینه سازی در بخش ۴ است و ارائه مطالعات اعتبار سنجی در بخش ۵ انجام می شود. نتیجه گیری و چشم اندازها نیز در بخش ۶ انجام می شود.

خرید فایل