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三相電力システムに接続された固体酸化物形燃料電池

この例では、Specialized Power Systems で使用可能な固体酸化物形燃料電池 (SOFC) のモデルを説明します。

説明

このシステムは、IGBT インバーターを使用して三相無限大母線に接続されている SOFC で構成されます。このインバーターは、d 軸電流を操作して、ヒステリシス スイッチングを利用し、有効電力を制御すると共に、無効電力を 0VAr で維持します。

測定ブロックの定格値は 50 kW です。したがって、有効電力の基準値は 1pu = 50 kW です。

シミュレーション

シミュレーションを開始します。

t = 0 秒のとき、0.3 pu の有効電力の基準値 (Pref) が指示されます。この基準値が 0.2 秒以内に達成されることを確認します。

t = 0.4 秒のとき、Pref = 1pu が指示されます。再度、この基準値が 0.2 秒以内に達成されることを確認します。

H2、H20、および O2 圧力を観察することで、燃料電池が 1 秒間のシミュレーションでは新しい平衡点に達しないことがわかります。化学反応のダイナミクスを確認するには、シミュレーション時間を延長しなければなりません。

メモ:

このモデルは次の条件を仮定しています。

  1. 燃料電池の気体は理想気体である。

  2. 電極の内部で定義される圧力は 1 つのみである。

  3. 燃料電池の温度は不変である。

  4. Nernst の式を適用できる。

このモデルは、以下の参考文献から採用しています。

Y. Zhu and K. Tomsovic, 'Development of models for analyzing the load-following performance of microturbines and fuel cells', Electric Power Systems Research, 62, 2002, 1-11.