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公开(公告)号：CN113780537A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202111336989.X
申请日：2021-11-12
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 , 武汉理工大学
IPC分类号： G06N3/04 , G06N3/00 , G06N3/08 , H01M8/04664
摘要： 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池发电系统的故障诊断方法及装置。针对各类故障发生的不确定性，本发明采用的诊断方法为：将深度学习神经网络模型中的固定参数替换为随机变量，通过概率密度分布对各类故障发生的不确定性量化，建立贝叶斯神经网络；然后采用随机森林算法对给定的样本数据集进行数据预处理，提取数据集中的主要特征数据，实现数据降维，并使用预处理后的数据对模型进行训练；最后对于任意一组测试集中的数据，经过训练后的贝叶斯神经网络判断后，给出质子交换膜燃料电池发生某类故障的可能性。本发明利用贝叶斯神经网络将不确定性引入质子交换膜燃料电池的故障诊断，可以有效提高故障诊断时的容错率和准确性。
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公开(公告)号：CN114551944A
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202210016471.6
申请日：2022-01-07
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 , 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 , 武汉理工大学
IPC分类号： H01M8/04828 , H01M8/04537 , H01M8/04298 , H01M8/04992 , H01M8/04664
摘要： 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池内部含水量的快速控制方法及系统。本发明根据质子交换膜燃料电池内部产生的阴极压降值构建阴极单相流压降模型，通过遗传与粒子群优化混合算法完成所建立的压降模型的参数辨识，建立各式水故障类型与压降模型之间的耦合关系，判断质子交换膜燃料电池电堆内部水状态，最后利用自适应模糊PID控制其含水量保持在正常范围内，从而实时维持质子交换膜燃料电池在正常状态下稳定运行。本发明能够在线准确判断水故障类型，利用自适应模糊PID控制器实现复杂系统的简单控制并能取得良好的控制效果，有效保证质子交换膜燃料电池运行的稳定性。
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公开(公告)号：CN113780537B
公开(公告)日：2022-03-15
申请号：CN202111336989.X
申请日：2021-11-12
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 , 武汉理工大学
IPC分类号： G06N3/04 , G06N3/00 , G06N3/08 , H01M8/04664
摘要： 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池发电系统的故障诊断方法及装置。针对各类故障发生的不确定性，本发明采用的诊断方法为：将深度学习神经网络模型中的固定参数替换为随机变量，通过概率密度分布对各类故障发生的不确定性量化，建立贝叶斯神经网络；然后采用随机森林算法对给定的样本数据集进行数据预处理，提取数据集中的主要特征数据，实现数据降维，并使用预处理后的数据对模型进行训练；最后对于任意一组测试集中的数据，经过训练后的贝叶斯神经网络判断后，给出质子交换膜燃料电池发生某类故障的可能性。本发明利用贝叶斯神经网络将不确定性引入质子交换膜燃料电池的故障诊断，可以有效提高故障诊断时的容错率和准确性。
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公开(公告)号：CN114595742A
公开(公告)日：2022-06-07
申请号：CN202210055050.4
申请日：2022-01-18
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 , 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 , 武汉理工大学
IPC分类号： G06K9/62 , G06N20/00 , G01R31/367
摘要： 本发明公开了一种燃料电池故障数据采样方法及系统。本发明的方法包括：步骤1)，采用噪声点径向核空间聚类算法对燃料电池少数类故障样本点数据集聚类，形成若干簇；步骤2)，计算簇密度分布函数和质心势能；步骤3)，通过簇密度分布函数和质心势能，计算若干簇的动态混杂采样权重，确定每个簇中合成的新故障样本数量；步骤4)，在所述新故障样本的基础上，用基于径向核空间聚类和动态混杂权重的邻域漫步径向过采样算法合成新少数类样本。本发明有效克服了RBO等传统过采样算法存在的问题，在不平衡数据集的均衡化过程中减少了噪声，提高了分类器对少数类故障样本和整体数据集的分类性能，进而提高了燃料电池故障诊断效率。
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公开(公告)号：CN114551944B
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202210016471.6
申请日：2022-01-07
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 , 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 , 武汉理工大学
IPC分类号： H01M8/04828 , H01M8/04537 , H01M8/04298 , H01M8/04992 , H01M8/04664
摘要： 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池内部含水量的快速控制方法及系统。本发明根据质子交换膜燃料电池内部产生的阴极压降值构建阴极单相流压降模型，通过遗传与粒子群优化混合算法完成所建立的压降模型的参数辨识，建立各式水故障类型与压降模型之间的耦合关系，判断质子交换膜燃料电池电堆内部水状态，最后利用自适应模糊PID控制其含水量保持在正常范围内，从而实时维持质子交换膜燃料电池在正常状态下稳定运行。本发明能够在线准确判断水故障类型，利用自适应模糊PID控制器实现复杂系统的简单控制并能取得良好的控制效果，有效保证质子交换膜燃料电池运行的稳定性。
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公开(公告)号：CN114595742B
公开(公告)日：2023-09-08
申请号：CN202210055050.4
申请日：2022-01-18
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 , 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 , 武汉理工大学
IPC分类号： G06F18/23213 , G06F18/24 , G06N20/00 , G01R31/367
摘要： 本发明公开了一种燃料电池故障数据采样方法及系统。本发明的方法包括：步骤1)，采用噪声点径向核空间聚类算法对燃料电池少数类故障样本点数据集聚类，形成若干簇；步骤2)，计算簇密度分布函数和质心势能；步骤3)，通过簇密度分布函数和质心势能，计算若干簇的动态混杂采样权重，确定每个簇中合成的新故障样本数量；步骤4)，在所述新故障样本的基础上，用基于径向核空间聚类和动态混杂权重的邻域漫步径向过采样算法合成新少数类样本。本发明有效克服了RBO等传统过采样算法存在的问题，在不平衡数据集的均衡化过程中减少了噪声，提高了分类器对少数类故障样本和整体数据集的分类性能，进而提高了燃料电池故障诊断效率。
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公开(公告)号：CN114492087A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210342798.2
申请日：2022-04-02
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种氢储能电站质子交换膜燃料电池故障诊断方法及装置。本发明的方法包括：1）周期性采集所有处于运行状态的质子交换膜燃料电池电堆的电压和电流数据并上传云端储存；2）在同一采样周期内，基于电压和电流数据，在云端使用混沌粒子群算法并行对所有电堆进行燃料电池输出特性模型参数辨识，并进行存储；3）在同一采样周期内，将辨识出的燃料电池输出特性模型参数作为T‑S模糊模型的输入量，采用优化算法辨识隶属度函数参数并输入到T‑S模糊模型；4）分析比较T‑S模糊模型输出量的变化趋势，记录当质子交换膜燃料电池发生故障时的特征。本发明可有效提高燃料电池故障诊断的准确率，实现对燃料电池故障点精确定位。
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公开(公告)号：CN114488821B
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210356361.4
申请日：2022-04-06
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种燃料电池过氧比的区间经济模型预测控制方法及系统。本发明采用的方法为：建立燃料电池空气供给系统的T‑S模糊模型，并进行模型参数的辨识；利用不同负载电流下不同过氧比与燃料电池发电系统的净输出效率之间关系的曲线图，确定燃料电池发电系统的过氧比最佳区间；确定与燃料电池发电系统工作效率或净输出功率有关的状态量和控制量，并以此构造燃料电池发电系统的经济成本函数；基于T‑S模糊模型的区间经济模型预测控制算法，设计燃料电池发电系统的过氧比控制器。本发明采用区间经济模型预测控制控制方法，将经济模型预测控制和区间预测控制结合，保证了燃料电池运行的最大净输出功率和稳定性。
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公开(公告)号：CN114492087B
公开(公告)日：2022-07-19
申请号：CN202210342798.2
申请日：2022-04-02
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种氢储能电站质子交换膜燃料电池故障诊断方法及装置。本发明的方法包括：1）周期性采集所有处于运行状态的质子交换膜燃料电池电堆的电压和电流数据并上传云端储存；2）在同一采样周期内，基于电压和电流数据，在云端使用混沌粒子群算法并行对所有电堆进行燃料电池输出特性模型参数辨识，并进行存储；3）在同一采样周期内，将辨识出的燃料电池输出特性模型参数作为T‑S模糊模型的输入量，采用优化算法辨识隶属度函数参数并输入到T‑S模糊模型；4）分析比较T‑S模糊模型输出量的变化趋势，记录当质子交换膜燃料电池发生故障时的特征。本发明可有效提高燃料电池故障诊断的准确率，实现对燃料电池故障点精确定位。
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公开(公告)号：CN114488821A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210356361.4
申请日：2022-04-06
申请人： 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种燃料电池过氧比的区间经济模型预测控制方法及系统。本发明采用的方法为：建立燃料电池空气供给系统的T‑S模糊模型，并进行模型参数的辨识；利用不同负载电流下不同过氧比与燃料电池发电系统的净输出效率之间关系的曲线图，确定燃料电池发电系统的过氧比最佳区间；确定与燃料电池发电系统工作效率或净输出功率有关的状态量和控制量，并以此构造燃料电池发电系统的经济成本函数；基于T‑S模糊模型的区间经济模型预测控制算法，设计燃料电池发电系统的过氧比控制器。本发明采用区间经济模型预测控制控制方法，将经济模型预测控制和区间预测控制结合，保证了燃料电池运行的最大净输出功率和稳定性。
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