3상 전력 시스템에 연결된 고체산화물 연료전지

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이 예제에서는 Specialized Power Systems에서 활용할 수 있는 고체산화물 연료전지(SOFC)의 모델을 보여줍니다.

설명

이 시스템은 IGBT 인버터를 통해 3상 무한 버스에 연결된 SOFC로 구성되어 있습니다. 인버터는 히스테리시스 스위칭을 사용하고, 직접 축 전류 조작을 통해 유효 전력을 제어하면서 무효 전력은 0VAr로 유지합니다.

측정 블록은 정격 50kW입니다. 따라서 유효 전력 기준 1pu = 50kW입니다.

시뮬레이션

시뮬레이션을 시작합니다.

t = 0초에서 0.3pu의 유효 전력 기준(Pref)이 명령으로 주어집니다. 해당 기준이 0.2초 이내에 포착됩니다.

t = 0.4초에서 Pref = 1pu 명령이 주어집니다. 이번에도 기준이 0.2초 이내에 포착됩니다.

H2, H20, O2의 압력을 관찰한 결과, 연료전지는 1초 길이의 시뮬레이션에서 새로운 평형에 도달하지 않습니다. 화학 반응의 동특성을 관찰하려면 시뮬레이션 시간이 더 길어야 합니다.

참고

이 모델은 다음과 같이 가정합니다.

  1. 연료전지의 기체는 이상적인 기체입니다.

  2. 전극 내부에 하나의 압력만 정의됩니다.

  3. 연료전지의 온도는 변하지 않습니다.

  4. 네른스트 방정식이 적용됩니다.

모델 출처:

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