一种应用于SOFC‑MGT耦合系统的多尺度半实物仿真方法

摘要

本发明公开了一种应用于SOFC‑MGT耦合系统的多尺度半实物仿真方法，包括如下步骤：1）SOFC‑MGT耦合系统划分为实物部分和模拟部分；2）建立固体燃料电池模型；3）建立Sim‑Stim界面模型；4）固体燃料电池模型计算出固体燃料电池反应后的参数；5）控制模型控制燃料控制阀门开度；6）进行混合燃烧，燃烧后的排气进入燃气轮机的燃烧室。本发明既能够保证该半实物仿真系统与原型系统的高度一致又能深入揭示该SOFC‑MGT耦合系统的内在机理，同时也保证了SOFC‑MGT之间的数据交换的实时性，从而极大程度的提高整个半实物仿真模型的可信度。

主权项

一种应用于SOFC‑MGT耦合系统的多尺度半实物仿真方法，其特征在于：包括如下步骤：1）SOFC‑MGT耦合系统划分为实物部分和模拟部分，其中，微型燃气轮机部分为实物部分，固体燃料电池部分为模拟部分；2）采用基于免方程方法的多尺度实时模拟方法建立固体燃料电池模型；3）基于OPC标准和数据库技术建立Sim‑Stim界面模型，并通过Sim‑Stim界面模型将SOFC与MGT相连；其中，所述Sim‑Stim界面模型包括空气室、燃料控制阀门、燃料电池模拟器以及控制模型；微型燃气轮机的排气与空压机的出气换热后经空气室的进口进入空气室；该空气室和燃料控制阀门分别与燃料电池模拟器的空气进口和燃料进口相连，燃料电池模拟器的排气口与燃气轮机的燃烧室相连通；在空气室进口设有温度传感器、压力传感器和流量传感器；4）所述温度传感器、压力传感器和流量传感器对空气室进口的空气进行实时测量，固体燃料电池模型根据各传感器实时测量出的空气的物性参数计算出固体燃料电池反应后其出口排气的温度、压力和流量参数；5）控制模型根据空气室进口空气的物性参数和固体燃料电池模型出口排气的物性参数分别计算出空气室进口空气的焓值和固体燃料电池模型出口排气的焓值，并根据两焓值之差计算出需要通入燃料电池模拟器燃料量，然后控制燃料控制阀门开度；6）空气室的空气和燃料进入燃料电池模拟器后进行混合燃烧，燃烧后的排气进入燃气轮机的燃烧室。