分布式燃料电池发电控制系统设计开题报告

 2022-12-12 11:47:16

1. 研究目的与意义

能源问题一直以来就是当前世界中关注的热点,世界能源消耗每年呈现出指数增长,对于当前消耗最为严重的当属于不可再生资源,包括煤、石油等。由于全世界的活动每年增加繁多,使得不可再生资源大幅度消耗,而其中消耗最大对象就是发电厂中发电过程。传统的发电过程都是以煤炭燃烧随后,将燃烧的热量向水蒸气传输,利用水蒸气推动发电机,从而产生电能。在此过程中,由于煤炭燃烧的不充分,使得煤炭的利用率较低,为了获得更多的电能,就是燃烧更多的煤炭资源,造成恶性循环。尽管当前,已经大力发展了许多新型发电技术,然而在新型发电技术中,都没有很好地将实时发电电能进行合理的规划,使得许多电能白白消耗。随着分布式的概念不断提升,人们开始将将分布式与发电进行有效结合。

分布式发电具有规模小,可独立用于供电,输出实时的电能,其与传统的大型电网相比较,具有成本低、土地占用率低、生产效率高、使用能源种类多以及污染少。同时使用分布式发电技术可以有效解决集中供电的有效电能补充,大大提高供电过程中的可靠性。尤其对于一些特定场合的使用,包括医院、数据采集中心等对供电系统提出高可靠性以及高质量的用户单位,满足不同特定企业与用户单位对于电能性能的要求。

在分布式发电技术中,对于分布式燃料发电最为突出。现代化科学技术的高速发展,使得工业制造自动化的水平也越来越高,新型能源技术也得到了飞速的发展,许多特定的单位对于电能性能提出更高地需求,传统的简单式发电技术已经没有办法满足实时社会的需求量,尽管可以将分布式技术进行应用,但是目前分布式技术与燃料发电仍然存在许多问题,因此研究分布式的燃料电池发电控制系统具有重大意义。

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2. 研究内容与预期目标

根据已知的数据计算相关参数 ,设计出分布式燃料电池发电控制系统,它主要是计算机及各种测量和控制执行机构组成,作用是控制燃料电池发电装置启动和停止、接通或断开负载,具有实时监测和调节工况、远距离传输数据等功能。

1.具体设计要求:

(1)系统控制的组成、原理和工作流程;

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3. 研究方法与步骤

使用PLC控制器作为控制,使用电压传感器与电流传感器对其木电池组中电压与电流检测,指示灯为标记显示器,结合接触器方式控制线路通断控制,同时使用气动电磁阀控制氢能源充气通断控制,使用组态王组态仿真软件进行实时在线监测。具体的工作流程为:根据按键输入的信号设定模式,当电压与电流传感器检测实时电池组中的电压与电流信号,随后将其转换为数字量传输到PLC,此时PLC将会根据设定的参考阈值,实现对其接触器与电磁阀的控制。在系统执行过程中,利用组态王实时监测当系统的状态。

本次分布式燃料电池发电控制系统选择的控制器为plc作为主控芯片,该芯片的具有的特点为:处于自动化控制系统运行过程中,PLC芯片可以直接对其整体系统控制稳靠,运行效率较高。在使用该芯片的时候,由于替代传统继电器的效用以及芯片自身的特性,其实时输入的信号量可以分为四大类。分别为数字量式的开关信号、信息交互的信号传输量、在线控制的运动理论信号以及各类模拟采集的传感器输入量。根据实时输入的不同信号量,PLC将会轻易实现控制不同的信号量处理过程,实现功能整体设计。

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4. 参考文献

[1]许世森,程健. 燃料电池发电系统[M].中国电力出版社,2006.

[2]陈建明主编 电气控制与PLC应用北京 电子工业出版社 2014

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5. 工作计划

1周毕业实习总结;

2周毕业设计开题、确定毕业设计方案;

3周—4周学生进行毕业设计需求分析;

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