双反应器金属氢化物储能系统的动态建模与控制

金属氢化物已被研究用于储能、储氢与空调（A/C）系统。A/C 与储能系统的一种常见架构是两个金属氢化物反应器相互连接，使氢气可在其间流动，从而实现氢气的循环使用。本文提出此类系统的非线性动态模型与多变量控制策略。每个反应器被建模为与循环流体连接的管壳式换热器，并由压缩机驱动氢气在反应器间流动。我们进一步开发了该模型的线性状态空间版本，并与模型预测控制器集成，以确定实现金属氢化物与流体间所需传热速率所需的流体质量流量与压缩机压差。一系列案例研究表明，该控制器能够跟踪每个反应器中所需的传热速率，即使在存在时变循环流体入口温度的情况下，从而支持双反应器系统用于储能或与热泵集成。