SOFC系统中功率变换器研究与开发开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

燃料电池作为一种新型的清洁能源发电技术，具有能量转换效率高、环境污染小、燃料适应性广等优点，近年来受到世界各国的广泛关注。

固体氧化物燃料电池（sofc）是燃料电池的一种，其工作温度高，燃料利用率高，并且可以使用多种燃料，包括氢气、天然气、甲醇等，在发电领域具有广阔的应用前景。

然而，sofc输出的电能具有电压低、电流大、波动范围宽的特点，不能直接与电网并网或为负载供电，因此需要功率变换器将sofc输出的电能转换为符合要求的电能。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者在sofc系统功率变换器方面开展了大量研究工作，取得了一定的成果。

1. 国内研究现状

国内在sofc系统功率变换器方面起步相对较晚，但近年来发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.对sofc系统进行深入分析，研究其输出特性、工作特性以及对功率变换器的具体要求，为功率变换器的设计提供理论依据。

2.对比现有功率变换器拓扑结构，例如dc-dc变换器和dc-ac变换器，分析其优缺点，选择或设计出适合sofc系统特性的功率变换器拓扑结构。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真模拟和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关领域的文献资料，了解sofc系统、功率变换器、控制策略等方面的研究现状和发展趋势，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.系统建模与分析阶段：建立sofc系统的数学模型，并利用matlab/simulink等仿真软件进行仿真分析，研究其输出特性、工作特性以及对功率变换器的具体要求。

3.功率变换器设计阶段：根据sofc系统的特性和需求，设计合适的功率变换器拓扑结构，并进行主电路参数设计、控制电路设计、散热系统设计等，同时进行电磁兼容性设计，确保系统可靠性和稳定性。

5. 研究的创新点

本研究将在以下几个方面进行创新：
1.针对sofc系统输出电压波动范围宽的特点，研究具有宽电压输入范围的功率变换器拓扑结构，提高系统的适应性和可靠性。

2.针对sofc系统动态特性，研究快速、高精度的最大功率点跟踪（mppt）控制算法，进一步提高sofc系统的发电效率。

3.研究基于模型预测控制的sofc系统功率变换器控制策略，提高系统在不同负载情况下输出电压电流的稳定性，增强系统的鲁棒性和抗干扰能力。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.刘畅,张波,徐殿国,等.固体氧化物燃料电池-微型燃气轮机系统多目标优化设计[j].热能动力工程,2018,33(12):101-108.

2.张浩,王睿,王丽娟.固体氧化物燃料电池-微型燃气轮机混合发电系统建模与仿真[j].中国电机工程学报,2019,39(2):426-434.

3.陈亮,徐进良,张久俊.基于sofc-mgt混合系统的分布式能源系统优化研究[j].热力发电,2020,49(1):102-108.