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Optimal Allocation of a Hybrid Wind Energy-Fuel Cell System Using Different Optimization Techniques in the Egyptian Distribution Network
1
作者 Adel A. Abou El-Ela Sohir M. Allam Nermine K. Shehata 《Energy and Power Engineering》 2021年第1期17-40,共24页
This paper presents an optimal proposed allocating procedure for hybrid wind energy combined with proton exchange membrane fuel cell (WE/PEMFC) system to improve the operation performance of the electrical distributio... This paper presents an optimal proposed allocating procedure for hybrid wind energy combined with proton exchange membrane fuel cell (WE/PEMFC) system to improve the operation performance of the electrical distribution system (EDS). Egypt has an excellent wind regime with wind speeds of about 10 m/s at many areas. The disadvantage of wind energy is its seasonal variations. So, if wind power is to supply a significant portion of the demand, either backup power or electrical energy storage (EES) system is needed to ensure that loads will be supplied in reliable way. So, the hybrid WE/PEMFC system is designed to completely supply a part of the Egyptian distribution system, in attempt to isolate it from the grid. However, the optimal allocation of the hybrid units is obtained, in order to enhance their benefits in the distribution networks. The critical buses that are necessary to install the hybrid WE/ PEMFC system, are chosen using sensitivity analysis. Then, the binary Crow search algorithm (BCSA), discrete Jaya algorithm (DJA) and binary particle swarm optimization (BPSO) techniques are proposed to determine the optimal operation of power systems using single and multi-objective functions (SOF/MOF). Then, the results of the three optimization techniques are compared with each other. Three sensitivity factors are employed in this paper, which are voltage sensitivity factor (VSF), active losses sensitivity factor (ALSF) and reactive losses sensitivity factor (RLSF). The effects of the sensitivity factors (SFs) on the SOF/MOF are studied. The improvement of voltage profile and minimizing active and reactive power losses of the EDS are considered as objective functions. Backward/forward sweep (BFS) method is used for the load flow calculations. The system load demand is predicted up to year 2022 for Mersi-Matrouh City as a part of Egyptian distribution network, and the design of the hybrid WE/PEMFC system is applied. The PEMFC system is designed considering simplified mathematical expressions. The economics of operation of both WE and PEMFC system are also presented. The results prove the capability of the proposed procedure to find the optimal allocation for the hybrid WE/PEMFC system to improve the system voltage profile and to minimize both active and reactive power losses for the EDS of Mersi-Matrough City. 展开更多
关键词 Wind Energy System Proton exchange membrane fuel Cell Binary Crow Search algorithm Discrete Jaya algorithm Binary Particle Swarm optimization Technique
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A new artificial bee swarm algorithm for optimization of proton exchange membrane fuel cell model parameters 被引量:1
2
作者 Alireza ASKARZADEH Alireza REZAZADEH 《Journal of Zhejiang University-Science C(Computers and Electronics)》 SCIE EI 2011年第8期638-646,共9页
An appropriate mathematical model can help researchers to simulate,evaluate,and control a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) stack system.Because a PEMFC is a nonlinear and strongly coupled system,many assumpt... An appropriate mathematical model can help researchers to simulate,evaluate,and control a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) stack system.Because a PEMFC is a nonlinear and strongly coupled system,many assumptions and approximations are considered during modeling.Therefore,some differences are found between model results and the real performance of PEMFCs.To increase the precision of the models so that they can describe better the actual performance,opti-mization of PEMFC model parameters is essential.In this paper,an artificial bee swarm optimization algorithm,called ABSO,is proposed for optimizing the parameters of a steady-state PEMFC stack model suitable for electrical engineering applications.For studying the usefulness of the proposed algorithm,ABSO-based results are compared with the results from a genetic algo-rithm (GA) and particle swarm optimization (PSO).The results show that the ABSO algorithm outperforms the other algorithms. 展开更多
关键词 Proton exchange membrane fuel cell stack model Parameter optimization Artificial bee swarm optimization algorithm
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改进灰狼优化算法优化CNN-LSTM的PEMFC性能衰退预测 被引量:1
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作者 高锋阳 刘庆寅 +2 位作者 赵丽丽 齐丰旭 刘嘉 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第13期175-187,共13页
为进一步提高车用质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)电堆性能衰退预测与剩余使用寿命预测精度,提出一种改进灰狼优化算法优化卷积神经网络-长短期记忆(convolutional neural network-long short-term memo... 为进一步提高车用质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)电堆性能衰退预测与剩余使用寿命预测精度,提出一种改进灰狼优化算法优化卷积神经网络-长短期记忆(convolutional neural network-long short-term memory, CNN-LSTM)的车用PEMFC性能衰退预测方法。首先,通过稳定小波变换对数据集去噪重构,使用改进灰狼算法对实测PEMFC电堆衰退数据进行分析,获得CNN-LSTM最优超参数。其次,利用最优超参数训练CNN-LSTM网络模型进行PEMFC性能衰退预测,并计算PEMFC电堆剩余使用寿命。最后,在电堆静态和动态工况下,将所提方法与传统长短期记忆循环网络、门控循环单元循环网络和未经优化的CNN-LSTM等模型预测进行比较。结果表明:在静态工况中,当训练集占比为60%时,所提方法相比传统CNN-LSTM预测结果均方根误差缩小59.02%,当训练集占比为70%时,PEMFC剩余使用寿命预测与实际相差1.16 h;在动态工况中,当训练集占比为40%时,平均绝对误差缩小18.78%。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 改进灰狼优化算法 卷积神经网络-长短期记忆 衰退预测 剩余使用寿命
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基于改进回声状态网络的质子交换膜燃料电池剩余寿命预测
4
作者 袁铁江 李荣盛 +1 位作者 康建东 闫华光 《中国电力》 北大核心 2025年第5期102-109,共8页
针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余有效寿命预测技术(RUL)在中长期预测效果不佳的问题,提出了一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)和回声状态网络(ESN)的剩余寿命预测方法。首先选取电堆电压作为健康指标,使用卷积平滑滤波法对PEMFC数据... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余有效寿命预测技术(RUL)在中长期预测效果不佳的问题,提出了一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)和回声状态网络(ESN)的剩余寿命预测方法。首先选取电堆电压作为健康指标,使用卷积平滑滤波法对PEMFC数据集进行数据平滑和归一化处理,有效减少异常值对后续模型训练的干扰。然后利用IGWO的局部和全局寻优能力对ESN的储备池参数进行优化,构建出IGWO-ESN网络模型,并利用处理后数据集进行PEMFC剩余寿命预测模型的训练,最后与传统的ESN进行对比验证。结果表明,改进后的ESN模型预测均方根误差和平均绝对百分比误差分别为0.0342和0.9315%,预测精度相较于普通ESN模型明显提升,中长期RUL的预测准确度也更高。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 回声状态网络 灰狼优化算法 剩余寿命预测
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质子交换膜燃料电池流场的结构设计及优化研究
5
作者 韦彦强 赵嘉平 +1 位作者 冯一帆 谈金祝 《电源技术》 北大核心 2025年第11期2294-2302,共9页
基于对称蛇形流场结构,在其流道内布置三种不同类型的挡板,利用FLUENT软件,分别对不带挡板和带有三种不同挡板的质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行数值模拟,结果表明:带挡板的PEMFC的氧气传输能力要高于不带挡板的,且其中带矩形挡板的传输... 基于对称蛇形流场结构,在其流道内布置三种不同类型的挡板,利用FLUENT软件,分别对不带挡板和带有三种不同挡板的质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行数值模拟,结果表明:带挡板的PEMFC的氧气传输能力要高于不带挡板的,且其中带矩形挡板的传输能力最强;相邻挡板之间会产生一定的水聚集,水聚集程度与挡板的横截面积呈正相关;具有矩形挡板的PEMFC的输出功率最高(0.755 W/cm^(2)),比不带挡板的PEMFC提升了25.6%(0.601 W/cm^(2))。进一步地,利用遗传算法对矩形挡板的尺寸进行优化,得出最优矩形挡板尺寸为0.492 mm×0.238 mm×0.396 mm。对具有优化后矩形挡板的PEMFC进行数值模拟,并与优化前的结果进行对比分析,结果表明:具有最优挡板尺寸的PEMFC的最大功率密度为0.809 W/cm^(2),比未优化的最大功率密度(0.755W/cm^(2))提升了7.2%。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 对称蛇形流场 数值模拟 遗传算法 尺寸优化
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基于误差加权和堆叠集成的PEMFC剩余使用寿命预测 被引量:1
6
作者 张楚 陶孜菡 +2 位作者 李茜 王政 彭甜 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第20期8102-8115,I0021,共15页
为提升质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测的准确性与鲁棒性,该文提出一种基于误差加权的堆叠集成深度预测模型。首先,采用Savitzky-Golay(SG)滤波和e Xtreme ... 为提升质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测的准确性与鲁棒性,该文提出一种基于误差加权的堆叠集成深度预测模型。首先,采用Savitzky-Golay(SG)滤波和e Xtreme Gradient Boosting(XGBoost)特征选择技术对数据进行预处理,以优化数据质量。接着,构建一个融合深度置信网络(deep belief network,DBN)、门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)和时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)的集成模型,该方法根据每个子模型的预测误差分配权重,并使用随机森林(random forest,RF)模型对加权结果做进一步预测,以求得最优预测效果。通过实验对比分析证明,该集成模型在预测PEMFC未来的退化趋势及剩余寿命方面展现出色的性能,预测结果更加精确。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 XGBoost特征选择 蝠鲼觅食优化算法 集成模型 剩余使用寿命
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基于改进的TSO算法的质子交换膜燃料电池模型参数辨识
7
作者 李爽爽 郑慧 曹玉波 《吉林化工学院学报》 2025年第3期63-68,共6页
基于电化学反应原理和半经验方法,构建质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的输出特性模型。提出改进瞬态搜索优化(MTSO)算法,通过Tent混沌映射策略初始化搜索代理组,利用非线性递减策略和全局反向学习策略提高全局寻优能力,用于辨识PEMFC半... 基于电化学反应原理和半经验方法,构建质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的输出特性模型。提出改进瞬态搜索优化(MTSO)算法,通过Tent混沌映射策略初始化搜索代理组,利用非线性递减策略和全局反向学习策略提高全局寻优能力,用于辨识PEMFC半机理模型中的未知参数。仿真结果表明,对比于TSO算法、增强的瞬态搜索优化(ETSO)算法及哈里斯鹰优化(HHO)算法,MTSO算法在PEMFC模型参数辨识方面具有更优的性能,对燃料电池系统优化设计及控制有一定的参考意义。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 模型 改进的瞬态搜索优化算法 参数辨识
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Improved Semi-empirical Model of Proton Exchange Membrane Fuel Cell Incorporating Fault Diagnostic Feature 被引量:4
8
作者 Saad Saleem Khan Hussain Shareef Ahmad Asrul Ibrahim 《Journal of Modern Power Systems and Clean Energy》 SCIE EI CSCD 2021年第6期1566-1573,共8页
The membrane water content of the proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)is the most important feature required for water management of the PEMFC system.Any improper management of water in the fuel cell may lead to ... The membrane water content of the proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)is the most important feature required for water management of the PEMFC system.Any improper management of water in the fuel cell may lead to system faults.Among various faults,flooding and drying faults are the most frequent in the PEMFC systems.This paper presents a new dynamic semi-empirical model which requires only the load current and temperature of the PEMFC system as the input while providing output voltage and membrane water content as its major outputs.Unlike other PEMFC systems,the proposed dynamic model calculates the internal partial pressure of oxygen and hydrogen rather than using special internal sensors.Moreover,the membrane water content and internal resistances of PEMFC are modelled by incorporating the load current condition and temperature of the PEMFC system.The model parameters have been extracted by using a quantum lightening search algorithm as an optimization technique,and the performance is validated with experimental data obtained from the NEXA 1.2 k W PEMFC system.To further demonstrate the capability of the model in fault detection,the variation in membrane water content has been studied via the simulation.The proposed model could be efficiently used in prognostic and diagnosis systems of PEMFC fault. 展开更多
关键词 Proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)fault membrane water content MODELLING optimization quan-tum lightening search algorithm
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PEMFCs degradation prediction based on ENSACO-LSTM
9
作者 JIA Zhi-huan CHEN Lin +2 位作者 SHAO Ao-li WANG Yu-peng GAO Jin-wu 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第8期1578-1586,共9页
In this paper,a fusion model based on a long short-term memory(LSTM)neural network and enhanced search ant colony optimization(ENSACO)is proposed to predict the power degradation trend of proton exchange membrane fuel... In this paper,a fusion model based on a long short-term memory(LSTM)neural network and enhanced search ant colony optimization(ENSACO)is proposed to predict the power degradation trend of proton exchange membrane fuel cells(PEMFC).Firstly,the Shapley additive explanations(SHAP)value method is used to select external characteristic parameters with high contributions as inputs for the data-driven approach.Next,a novel swarm optimization algorithm,the enhanced search ant colony optimization,is proposed.This algorithm improves the ant colony optimization(ACO)algorithm based on a reinforcement factor to avoid premature convergence and accelerate the convergence speed.Comparative experiments are set up to compare the performance differences between particle swarm optimization(PSO),ACO,and ENSACO.Finally,a data-driven method based on ENSACO-LSTM is proposed to predict the power degradation trend of PEMFCs.And actual aging data is used to validate the method.The results show that,within a limited number of iterations,the optimization capability of ENSACO is significantly stronger than that of PSO and ACO.Additionally,the prediction accuracy of the ENSACO-LSTM method is greatly improved,with an average increase of approximately 50.58%compared to LSTM,PSO-LSTM,and ACO-LSTM. 展开更多
关键词 proton exchange membrane fuel cells swarm optimization algorithm performance aging prediction enhanced search ant colony algorithm data-driven approach deep learning
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基于改进HHO-LSTM-Self-Attention的质子交换膜燃料电池剩余使用寿命预测 被引量:1
10
作者 蒋剑 杜董生 苏林 《综合智慧能源》 2025年第6期47-56,共10页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)在诸多领域有着广泛应用,但其性能衰退会降低功率输出和能源转换效率、缩短使用寿命,准确预测剩余使用寿命对维护系统、降低成本及保障供电稳定极为关键。基于PEMFC功率随时间的变化趋势,提出了一种结合改进... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)在诸多领域有着广泛应用,但其性能衰退会降低功率输出和能源转换效率、缩短使用寿命,准确预测剩余使用寿命对维护系统、降低成本及保障供电稳定极为关键。基于PEMFC功率随时间的变化趋势,提出了一种结合改进的哈里斯鹰优化(HHO)算法、长短期记忆(LSTM)网络和自注意力(Self-Attention)机制的PEMFC剩余使用寿命预测模型。基于电流和电压数据关系得出时间-功率变化曲线,采用小波自适应去噪和指数平滑相结合的方法对时间-功率数据进行分解去噪和重构;针对LSTM训练参数过多、计算量大等不足,提出了一种Logistics混沌映射与HHO算法相结合来优化LSTM的方法,以提高模型的训练速度和预测精度;基于Self-Attention具有聚焦关键信息和提高模型训练准确率的优点,构建了HHO-LSTM-Self-Attention预测模型。试验结果表明,与HHO-LSTM,LSTM,麻雀搜索算法(SSA)-LSTM,粒子群优化(PSO)-LSTM等预测模型相比,该模型具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 剩余使用寿命预测 哈里斯鹰优化算法 长短期记忆神经网络 自注意力机制
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基于蛇优化算法的PEMFC空气供给系统模糊自抗扰控制
11
作者 李晓宁 孙娜 +1 位作者 黄阿敏 董海鹰 《综合智慧能源》 2025年第6期57-73,共17页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)的空气流量和压力之间耦合性强,导致电池系统输出稳定性差、响应速度慢等,针对此问题,基于空气供给系统前馈补偿解耦结构,提出采用蛇优化(SO)算法和模糊控制改进的自抗扰控制策略。基于前馈补偿解耦结构建立... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)的空气流量和压力之间耦合性强,导致电池系统输出稳定性差、响应速度慢等,针对此问题,基于空气供给系统前馈补偿解耦结构,提出采用蛇优化(SO)算法和模糊控制改进的自抗扰控制策略。基于前馈补偿解耦结构建立空气供给系统状态空间方程,推导流量、压力耦合矩阵,设计解耦矩阵消除二者的耦合性。设计改进自抗扰控制,将自抗扰控制中反馈控制律增益分为2部分,采用模糊控制对第1部分进行粗调;采用改进SO算法对自抗扰控制中状态观测器增益与反馈控制律增益第2部分参数精确整定。其中,改进SO算法融合了基于序列的正弦分段混沌映射(SPM)策略初始化种群,增强种群多样性;动态惯性权重和三角形游走策略解决了勘探阶段前期寻优速度慢等缺陷;透镜成像和贪婪组合策略扩大搜索范围,防止陷入局部最优解。搭建3 kW燃料电池系统,验证所提出控制策略的正确性和有效性。试验验证了该策略在解耦方面和目标值跟踪方面具有良好的控制效果,系统超调量、调节时间以及系统振荡显著减小,该策略提高了燃料电池系统的响应速度和动态性能。 展开更多
关键词 氢能 质子交换膜燃料电池 空气供给系统 模糊前馈解耦 自抗扰控制策略 蛇优化算法 可再生能源 过氧比
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Whale algorithm optimized anode pressure controller for fuel cell systems in ejector recirculation mode
12
作者 Wenjun Guo Renkang Wang +3 位作者 Yu Qiu Linhong Wu Kai Li Hao Tang 《Energy and AI》 2025年第4期111-127,共17页
The anode pressure control in proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs)significantly influences the stable operation of the hydrogen supply system and the internal gas circulation within the fuel cell.An efficient a... The anode pressure control in proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs)significantly influences the stable operation of the hydrogen supply system and the internal gas circulation within the fuel cell.An efficient anode pressure control strategy is imperative for enhancing the overall system efficiency and mitigating lifespan degradation.Effective anode pressure control can prevent hydrogen starvation and instability in output per-formance under rapid load changes and purge disturbances.Fuzzy control has been extensively employed in anode pressure control studies.However,creating fuzzy rules in the control parameter’s tuning process in existing studies is predominantly dependent on expert knowledge,resulting in concerns about control accuracy.This study investigates the potential of employing the whale optimization algorithm to optimize the selection of fuzzy parameters.We first developed a control-oriented model to address the nonlinearity,coupling,and un-certainty in the hydrogen supply system.Then,based on the model and considering load variations and purge disturbances,we integrated feedforward compensation and fuzzy control into the conventional Proportional-Integral(PI)controller to suppress input disturbances,enhance control accuracy,and reduce the pressure response lag.Finally,an innovative fuzzy PI controller with the whale optimization algorithm is proposed to optimize the fuzzy parameter selection,thereby achieving precise anode pressure control.Simulation tests demonstrate that the whale-optimization-based fuzzy PI control(WFLPIF)reduces a root mean square error by 14.3%(0.636 vs.0.742)and a mean absolute percentage error by 28.8%(0.037 vs.0.052)compared to con-ventional PI control,while also outperforming feedforward-compensated fuzzy PI control(FLPIF)by 9.5%in RMSE and 17.8%in MAPE.This study substantiates the efficacy of the whale optimization algorithm in addressing the anode pressure stability control challenge of fuel cell hydrogen supply systems. 展开更多
关键词 Proton exchange membrane fuel cell Anode pressure control Ejector recirculation Whale optimization algorithm
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基于搜寻者优化算法的质子交换膜燃料电池模型优化 被引量:15
13
作者 李奇 陈维荣 +2 位作者 戴朝华 贾俊波 韩明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第17期119-124,共6页
搜寻者优化算法(seeker optimization algorithm,SOA)是模拟人的随机搜索行为的一种应用于连续空间的群体智能优化算法。根据质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuelcell,PEMFC)极化曲线模型的建模原理,采用SOA算法对该模型... 搜寻者优化算法(seeker optimization algorithm,SOA)是模拟人的随机搜索行为的一种应用于连续空间的群体智能优化算法。根据质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuelcell,PEMFC)极化曲线模型的建模原理,采用SOA算法对该模型的参数进行优化,用以得到一组模型的最优参数。通过仿真结果与实验结果的对比分析,证明SOA算法能够使仿真结果和实验测试数据之间达到很高的拟合精度,对于优化PEMFC的极化曲线模型参数具有明显的优越性。因此,SOA算法对于改善PEMFC极化曲线模型的性能将起到重要的作用,并有望成为模型优化领域的一种新的有效工具。 展开更多
关键词 搜寻者优化算法 质子交换膜燃料电池 极化曲线模型 参数优化
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基于自适应聚焦粒子群算法的质子交换膜燃料电池机理建模 被引量:12
14
作者 李奇 陈维荣 +2 位作者 刘述奎 林川 贾俊波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第20期119-124,共6页
自适应聚焦粒子群算法(adaptive focusing particle swarm optimization,AFPSO)是根据粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法的全局搜索与局部搜索平衡特性,改进得到的一种具有较好全局搜索能力和寻优速度的自适应群体智能优化... 自适应聚焦粒子群算法(adaptive focusing particle swarm optimization,AFPSO)是根据粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法的全局搜索与局部搜索平衡特性,改进得到的一种具有较好全局搜索能力和寻优速度的自适应群体智能优化算法。根据质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)模型的建模原理,利用AFPSO算法进行参数估计,得到一组机理模型的最优参数。通过仿真结果与实验结果的对比分析,证明AFPSO算法能够使仿真结果和实验测试数据之间达到很高的拟合精度,对于模型参数估计具有明显的优越性。因此,AFPSO算法对于改善PEMFC机理模型的输出性能将起到重要的作用,并有望成为模型参数优化领域的一种新的有效工具。 展开更多
关键词 自适应聚焦粒子群算法 质子交换膜燃料电池 机理建模 参数优化 自适应参数
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阴极流道对PEM燃料电池性能影响 被引量:5
15
作者 孙红 王敏 +2 位作者 吴玉厚 孙佳 刘振鹏 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第3期566-569,共4页
目的研究阴极流道变化对PEM燃料电池性能的影响,比较不同阴极流道下的PEM燃料电池的性能和稳定性,优化阴极流道,找出阴阳极流道的最佳组合.方法运用燃料电池测试系统测量了PEM燃料电池的性能参数,比较在相同操作参数,相同阳极流道,不同... 目的研究阴极流道变化对PEM燃料电池性能的影响,比较不同阴极流道下的PEM燃料电池的性能和稳定性,优化阴极流道,找出阴阳极流道的最佳组合.方法运用燃料电池测试系统测量了PEM燃料电池的性能参数,比较在相同操作参数,相同阳极流道,不同的阴极流道对电池性能的影响.结果阳极交指/阴极交指流场燃料电池性能最好,阳极交指/阴极蛇形流场燃料电池性能其次,阳极交指/阴极平行流场燃料电池性能最低.阳极流道与阴极流道的最佳组合为阳极交指流道、阴极交指流道组成的流场为最佳组合流场.结论实验结果对PEM燃料电池的流道优化组合具有重要的参考作用,为其推广应用提供了参考依据. 展开更多
关键词 质子交换膜(PEM) 燃料电池 流道优化 操作参数
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基于改进鲸鱼算法优化GRU的PEMFC老化预测 被引量:22
16
作者 李浩 李浩 +2 位作者 杨扬 朱文超 谢长君 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期8166-8177,I0021,共13页
为提高质子交换膜燃料电池(protonexchange membranefuelcells,PEMFC)老化预测的可控性和预测精度,提出一种基于改进的鲸鱼优化算法(improvedwhale optimizationalgorithm, IWOA)优化门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络的P... 为提高质子交换膜燃料电池(protonexchange membranefuelcells,PEMFC)老化预测的可控性和预测精度,提出一种基于改进的鲸鱼优化算法(improvedwhale optimizationalgorithm, IWOA)优化门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络的PEMFC电压预测方法。采用IWOA获得GRU的最优超参数组,再利用GRU准确预测PEMFC电压。采用静态、准动态和动态工况下3组老化实验数据集,将提出的方法与反向传播神经网络、极限学习机、循环神经网络、长短期记忆神经网络、GRU和鲸鱼算法优化门控循环单元这6种方法相比较,所提出方法具有最高的老化预测和剩余使用寿命(remainingusefullife,RUL)估计精度。在静态、准动态和动态工况下,训练集占比为50%时,相比于GRU,所提出方法的预测结果的均方根误差分别降低56.99%、35.12%和9.95%。因此,该方法能够实现高精度PEMFC老化趋势和RUL预测。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 鲸鱼优化算法 门控循环单元 老化预测 剩余使用寿命
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质子交换膜燃料电池运行参数的仿真优化 被引量:6
17
作者 简弃非 赵永利 刘海燕 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期6-10,共5页
为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作温度和反应气体工作压力变化对单体输出性能的影响,通过建立PEMFC单体的电化学模型及系统参数模型,利用Matlab软件,以Mark V型燃料电池发动机为实例,研究了工作温度和反应气体工作压力变化对电池单... 为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作温度和反应气体工作压力变化对单体输出性能的影响,通过建立PEMFC单体的电化学模型及系统参数模型,利用Matlab软件,以Mark V型燃料电池发动机为实例,研究了工作温度和反应气体工作压力变化对电池单体输出性能的影响.结果表明:(1)工作温度每提高10K,单体的平均电压、平均功率将增加3%,在高温阶段增幅略有下降;(2)提高反应气体工作压力同样有利于提高电池的输出性能,但提高幅度受电池本身的限制,其工作压力一般不超过1MPa;(3)PEMFC还具有较好的瞬时过载能力. 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 电化学模型 稳态 运行参数 仿真 优化
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基于搜寻者优化算法的燃料电池建模 被引量:2
18
作者 李奇 戴朝华 +2 位作者 陈维荣 贾俊波 韩明 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期525-527,549,共4页
基于连续空间群体智能的搜寻者优化算法(SOA),提出了一种新的优化燃料电池模型的方法,并将其用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。实验结果表明,这种优化建模方法使数学模型和实验数据之间达到了较高的拟合精... 基于连续空间群体智能的搜寻者优化算法(SOA),提出了一种新的优化燃料电池模型的方法,并将其用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。实验结果表明,这种优化建模方法使数学模型和实验数据之间达到了较高的拟合精度,对于优化建模具有明显的优越性。 展开更多
关键词 燃料电池建模 搜寻者优化算法 质子交换膜燃料电池 全局优化
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基于改进PSO算法的燃料电池模型优化 被引量:5
19
作者 李奇 陈维荣 +1 位作者 贾俊波 湛耀添 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期418-421,共4页
采用一种改进粒子群优化(PSO)算法,提出了一种优化燃料电池模型的方法,并用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。结果表明,这种优化模型的平均平方误差(MSE)为4.42×10-10V2,相关系数为99.87%,数学模型和实... 采用一种改进粒子群优化(PSO)算法,提出了一种优化燃料电池模型的方法,并用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型,以得到最优参数。结果表明,这种优化模型的平均平方误差(MSE)为4.42×10-10V2,相关系数为99.87%,数学模型和实验数据之间的拟合精度高。 展开更多
关键词 建模 粒子群优化(PSO)算法 质子交换膜燃料电池(PEMFC)
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燃料电池并网发电系统控制参数协调优化方法 被引量:2
20
作者 韩莹 杨寒卿 +2 位作者 张雪霞 李奇 陈维荣 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1592-1600,共9页
为提高燃料电池并网发电系统运行的小干扰稳定性,提出一种燃料电池并网发电系统控制参数全局优化方法。针对大功率质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态特性,建立150 k W的PEMFC发电系统模型,在此基础上建立系统的小信号模型。利用特征值分析... 为提高燃料电池并网发电系统运行的小干扰稳定性,提出一种燃料电池并网发电系统控制参数全局优化方法。针对大功率质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态特性,建立150 k W的PEMFC发电系统模型,在此基础上建立系统的小信号模型。利用特征值分析法分析确定影响系统稳定的关键参数,在充分考虑系统小干扰稳定性、阻尼比和稳定裕度协调优化情况下,利用回溯搜索算法(BSA)实现对燃料电池发电系统的关键控制参数的全局优化。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 并网发电系统 小干扰稳定性 回溯搜索算法 参数协调优化
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