A New Method to Manage the Fuel Cell Initialization

Autor(es)

de Aguiar, Cassius Rossi ; Favaro Fuzato, Guilherme Henrique ; Quirino Magossi, Rafael Fernando ; Alves Neves, Rodolpho Vilela ; Machado, Ricardo Quadros

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS; v. 54, n. 5, p. 9-pg., 2018-09-01.

Resumo

This paper presents a new methodology to manage the initialization process of fuel cells (FCs) as a main source in a microgrid. The startup aims to reduce the warming-up time, increase the FC efficiency, and decrease the time response. As a solution, the use of storage systems combined with an adaptive gain scheduling to absorb the power transients improve the microgrid stability and avoid the dc-link voltage collapse is proposed when we perform short circuits at the FC terminals. In the first analysis, we evaluate the mathematical model to obtain the gain of the interleaved boost with voltage multiplier (IBVM) as a function of the hydrogen pressure, membrane resistances, and temperature, i.e., the effect of the chemical variables on the IBVM terminal voltage. In the second part, an adaptive gain scheduling to compensate the short-circuit effects on the FC terminals is designed. To analyze the feasibility of the proposed technique, the frequency and step response for different gain scheduling is performed. Finally, we present a set of experimental results to support the theoretical study and demonstrate the effectiveness of the proposed approach. (AU)

• Processo FAPESP: 16/21120-2 - Sintonia de um controlador PID adaptativo obtido via otimização linear com restrições e equivalente de Thévenin pontual
• Beneficiário: Rafael Fernando Quirino Magossi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 12/12770-2 - Sistema para integração de fontes alternativas de energia conectadas à rede elétrica
• Beneficiário: Renan Fernandes Bastos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 13/09788-0 - Operação e controle de células a combustível do tipo pem em sistemas de geração distribuída que operam conectados à rede de distribuição
• Beneficiário: Cassius Rossi de Aguiar
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/25017-1 - Controle Baseado em Medições e suas Aplicações
• Beneficiário: Vilma Alves de Oliveira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/20721-4 - Sistema de interconexão de geradores distribuídos em redes de distribuição: síntese de micro grids
• Beneficiário: Ricardo Quadros Machado
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular