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基于模型预测控制的离网电氢耦合系统功率调控
基于模型预测控制的离网电氢耦合系统功率调控
摘要：离网电氢耦合系统是将电能和氢能相互转换的一种新型能量系统，具有很好的能源存储和调节能力。在离网电氢耦合系统中，对系统功率进行有效调控是确保系统稳定运行和能量转换高效的关键。本文基于模型预测控制（ModelPredictiveControl,MPC）算法，针对离网电氢耦合系统进行功率调控的研究和分析。
第一章：引言
1.1研究背景
离网电氢耦合系统是应对可再生能源波动性和无法实时调节的问题的一种解决方案。通过将可再生能源发电和水电解产氢相结合，能够将过剩的可再生能源转化为氢气储存起来，以便在需要时进行能量释放和供电。然而，离网电氢耦合系统的功率调控是一个复杂的问题，涉及到多个能量转换过程和各种约束条件。
1.2研究目的和意义
本文旨在基于模型预测控制算法，实现对离网电氢耦合系统功率的优化调控。通过建立系统的数学模型和辨识系统的参数，结合MPC算法进行最优控制，实现系统功率的稳定和高效转换，提高系统的能源利用率和可靠性。
第二章：离网电氢耦合系统的建模与辨识
2.1系统拓扑结构
介绍离网电氢耦合系统的基本拓扑结构，包括可再生能源发电模块、电解水产氢模块、能量储存模块和输电模块等。
2.2系统参数的辨识
通过实验或仿真的方法，辨识出离网电氢耦合系统中的主要参数，例如太阳能发电模块的输出功率-光照度关系、电解水模块的氢气产量-电解电压关系等。
第三章：模型预测控制算法原理与设计
3.1模型预测控制算法的基本原理和思想
阐述模型预测控制算法的基本原理和思想，包括建立系统的预测模型、求解优化问题、对控制输入进行调整等。
3.2离网电氢耦合系统的模型建立
基于第二章中辨识出的参数，建立离网电氢耦合系统的数学模型，包括能量转换过程、约束条件和目标函数等。
3.3离网电氢耦合系统的MPC控制器设计
设计离网电氢耦合系统的模型预测控制器，包括预测模型的选择、优化问题的设计和求解、控制器参数的调整等。
第四章：仿真与实验结果分析
通过仿真和实验，验证模型预测控制算法在离网电氢耦合系统功率调控中的有效性和性能优势。分析不同控制策略下的系统功率调控性能，并与传统控制方法进行对比分析。
第五章：结论与展望
总结本文的主要研究内容和结果，提出对未来进一步研究的展望，包括改进模型预测控制算法的鲁棒性，优化系统参数的辨识方法等。
参考文献
列举本文中引用的相关文献。
致谢
感谢指导老师和实验室成员的支持和帮助。
关键词：离网电氢耦合系统；模型预测控制；功率调控；能源转换；优化控制