文档名：动态工况下基于WOABiGRU的PEMFC性能退化预测
摘要：质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell,PEMFC)是重要的现代可持续能源发电装置,准确估计其性能退化对实际应用至关重要.传统的数据驱动方法缺少对老化机制的考虑,因此对性能退化过程中的电压恢复现象的处理欠佳.通过分析PEMFC运行数据中的多种特征信息,提出一种动态工况下的PEMFC性能退化预测方法,更好地处理电压恢复现象.首先使用随机森林算法进行数据特征分析,确定模型训练使用的特征量.然后建立双向门控循环单元模型(bidirectionalgatedrecurrentunits,BiGRU),并使用鲸鱼优化算法(whaleopti-mizationalgorithm,WOA)进行参数优化.最后,使用经过优化的BiGRU模型进行PEMFC性能退化预测,并进行预测效果评估.在PEMFC动态数据集上的实验结果表明,预测效果较GRU提高了28.1％～33.7％,较BiGRU提高了25.5％～31.2％.
Abstract：Protonexchangemembranefuelcell(PEMFC)isanimportantmodernsustainableenergypowergenerationdevice,andaccurateestimationofitsperformancedegradationiscrucialforpracticalapplications.Conventionaldata-drivenapproacheslackconsiderationofagingmechanisms,leadingtounsatisfyinghandlingofvoltagerecoveryduringperformancedegradation.ByanalyzingvariouscharacteristicinformationinPEMFCoperationaldata,thispaperproposesadynamicoperationalcondition-basedpredictionmethodforPEMFCperformancedegradation.First,therandomforestalgorithmisemployedfordatafeatureanalysistodeterminethefeaturesusedformodeltraining.Subsequently,abidirectionalgatedrecurrentunits(BiGRU)modelisbuilt,andparameteroptimizationisperformedusingthewhaleoptimizationalgorithm(WOA).Finally,theoptimizedBiGRUmodelisutilizedforpredictingPEMFCperformancedegradation,andthepredictioneffectivenessisevaluated.ExperimentalresultsonthePEMFCdynamicdatasetshowthepredictionaccuracyisimprovedby28.1％～33.7％comparedwiththatofGRUandincreasedby25.5％～31.2％comparedwiththatofBiGRU.
作者：杨柳 王巍 Author：YANGLiu WANGWei
作者单位：湖北开放大学机电工程学院,武汉430074中南财经政法大学信息与安全工程学院,武汉430074
刊名：重庆理工大学学报
Journal：JournalofChongqingInstituteofTechnology
年，卷(期)：2024, 38(1)
分类号：TM911.4
关键词：质子交换膜燃料电池 性能退化预测 电压恢复现象 双向机制 鲸鱼优化算法
Keywords：protonexchangemembranecell performancedegradationprediction voltagerecoveryphenomenon bidirectionalmechanism whaleoptimizationalgorithm
机标分类号：
在线出版日期：2024年3月6日
基金项目：湖北省教育厅科学技术研究计划青年人才项目，湖北省自然科学基金青年基金项目动态工况下基于WOA-BiGRU的PEMFC性能退化预测[
期刊论文] 重庆理工大学学报--2024, 38(1)杨柳 王巍质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell,PEMFC)是重要的现代可持续能源发电装置,准确估计其性能退化对实际应用至关重要.传统的数据驱动方法缺少对老化机制的考虑,因此对性能退化过程中的电压恢复现象...参考文献和引证文献
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