CN116387553B - 一种sofc系统温度控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SOFC系统温度控制装置及方法，SOFC系统采用纯氢气作为燃料，在SOFC系统电堆的阴极入口和阳极入口前，分别布置有两个进气支管，两个进气支管的入口与换热器后进气管出气口相连接，在一个进气支管上布置一个旁通阀，在另外一个进气支管上布置一个旁通阀和一个中冷器；在两个换热器通往SOFC电堆方向的进气管上分别布置有温度传感器Ta和温度传感器Tc，在SOFC系统中布置10个温度传感器，根据温度传感器实时监测判断是否超过SOFC系统工作温度限定值，当SOFC系统工作温度过高时，通过阀门‑中冷器PID控制器调节SOFC系统工作在限定热安全温度范围内，从而保证SOFC系统的热安全。
Description
技术领域
本发明涉及高温氢燃料电池系统温度控制领域，具体涉及一种SOFC系统温度控制装置及方法。
背景技术
SOFC(固体氧化物燃料电池)系统是未来新能源发电发展的关键技术之一，它是一种将碳氢燃料中的化学能和空气一并送入电堆进行发电的重要设备。然而，SOFC系统处于高温密封环境，运行环境复杂多变，特别是尾气燃烧室出现温度安全引起的SOFC电堆热安全问题。例如，在纯氢气作为燃料供给的SOFC系统中，电堆发生电化学反应不充分情况，会导致更多的氢气进入到尾气燃烧室，带来的结果就是造成尾气燃烧室温度骤升，进而导致经换热器进入电堆阴阳极的氢气和空气温度超过安全温度值。此时会造成SOFC电堆的温度梯度异常，进而造成电堆温度骤升，甚至引发电堆损坏，降低整体SOFC系统的热电特性。
面向一种纯氢气作为燃料的SOFC系统，传统的方法通过降低氢气流速或放电电流来避免电堆的损坏，但该方法受到降温存在时滞性因素的影响，会限制SOFC系统性能的快速恢复。同时，还有基于比例精确计算的方法（如，专利申请号202010606757.0）和模型控制的方法（如，专利申请号201610194108.8），它们往往依托精确的模型，这与实际的SOFC系统控制存在较大差异。因为实际的系统往往存在复杂的热电耦合特性，通常是难以精确建模和进行比例计算的。因此，如何快速地基于实时热电状态监测进行SOFC系统温度控制是目前制约其性能恢复的难点之一。
发明内容
本发明针对上述技术的不足，提出了一种SOFC系统温度控制装置及方法，使SOFC系统在面对电堆、尾气燃烧室温度过高时，仍能自主调节系统热源部件温度至系统工作限定范围内，避免电堆损坏。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供了一种SOFC系统温度控制装置， SOFC系统采用纯氢气作为燃料，在SOFC系统电堆的阴极入口和阳极入口前，分别布置有两个进气支管，两个进气支管的入口与换热器后进气管出气口相连接，两个进气支管的出气口与SOFC系统电堆进气口相连接，在一个进气支管上布置一个旁通阀，在另外一个进气支管上布置一个旁通阀和一个中冷器；
在两个换热器通往SOFC系统电堆方向的进气管上分别布置有温度传感器Ta和温度传感器Tc，在SOFC系统中布置10个温度传感器，10个温度传感器包括：电堆阳极入口温度传感器Taa、电堆阳极出口温度传感器Tac、电堆阴极入口温度传感器Tca、电堆阴极出口温度传感器Tcc、尾气燃烧室入口温度传感器Tba、尾气燃烧室出口温度传感器Tbc、尾气与阳极氢气换热后的温度传感器Tea、尾气与阴极空气换热后的温度传感器Tec，2个中冷器出口分别布置有温度传感器TAa和温度传感器TAc；1个电子负载采集SOFC系统电堆的放电V-I信号，2个中冷器前旁通阀的阀门上分别布置有控制器Ca和控制器Cc，2个中冷器上分别布置有功率传感器Pa和功率传感器Pc。
进一步的，所述控制装置还包括氢气罐、空压机、第一进气总管、第二进气总管、第一换热器、第二换热器、第一进气管、第二进气管、氢气端第一进气支管、氢气端第二进气支管、空气端第一进气支管、空气端第二进气支管、第一中冷器、第二中冷器、SOFC系统后排气管、尾气燃烧室、排气总管、第一排气支管、第二排气支管、数据采集装置、阀门-中冷器PID控制器、线束、氢气端第一旁通阀、氢气端第二旁通阀、空气端第一旁通阀、空气端第二旁通阀、氢气罐后旁通阀、空压机后旁通阀。
进一步的，所述氢气罐和空压机的出气口分别与第一进气总管和第二进气总管的进气口相连接；第一换热器和第二换热器的第一进气口分别与第一进气总管和第二进气总管的出气口相连接；第一进气管和第二进气管的进气口分别与第一换热器和第二换热器的第一出气口相连接；氢气端第一进气支管和氢气端第二进气支管的进气口与第一进气管的出气口相连接；空气端第一进气支管和空气端第二进气支管的进气口与第二进气管的出气口相连接；SOFC系统的阳极进气口与氢气端第一进气支管和氢气端第二进气支管的出气口相连接，阴极进气口与空气端第一进气支管和空气端第二进气支管的出气口相连接；SOFC系统后排气管的进气口与SOFC系统的出气口相连接；尾气燃烧室的进气口与SOFC系统后排气管的出气口相连接；排气总管的进气口与尾气燃烧室的出气口相连接；第一排气支管、第二排气支管的进气口与排气总管的出气口相连接；第一换热器和第二换热器的第二进气口分别与第一排气支管、第二排气支管的出气口相连接；氢气端第一旁通阀和第一中冷器按气流方向串接于氢气端第一进气支管，氢气端第二旁通阀串接于氢气端第二进气支管；空气端第一旁通阀和第二中冷器按气流方向串接于空气端第一进气支管，空气端第二旁通阀串接于空气端第二进气支管；氢气罐后旁通阀、空压机后旁通阀分别布置在第一进气总管、第二进气总管上；温度传感器Ta布置在第一进气管上；温度传感器Tc布置在第二进气管上；温度传感器Taa、温度传感器Tac分别布置在电堆阳极的入口和出口；温度传感器Tca、温度传感器Tcc分别布置在电堆阴极的入口和出口；温度传感器Tba和温度传感器Tbc分别布置在尾气燃烧室的入口和出口；温度传感器Tea和温度传感器Tec分别布置在第一换热器的第二出气口和第二换热器的第二出气口；控制器Ca布置在氢气端第一旁通阀上，控制器Cc布置在空气端第一旁通阀上；温度传感器TAa布置在第一中冷器出口处；温度传感器TAc布置在第二中冷器出口处；电子负载布置在SOFC系统中；功率传感器Pa布置在第一中冷器中；功率传感器Pc布置在第二中冷器中；电子负载、功率传感器Pa、功率传感器Pc、温度传感器Ta、温度传感器Tc、温度传感器Taa、温度传感器Tac、温度传感器Tca、温度传感器Tcc、温度传感器Tba、温度传感器Tbc、温度传感器Tea、温度传感器Tec、温度传感器TAa和温度传感器TAc均通过线束与数据采集装置输入端连接，数据采集装置输出端与阀门-中冷器PID控制器输入端相连接，阀门-中冷器PID控制器输出端通过线束与控制器Ca、控制器Cc相连接。
本发明还提供了一种SOFC系统温度控制方法，所述控制方法通过上述SOFC系统温度控制装置实现，所述控制方法包括如下步骤：
步骤一：读取各温度传感器、中冷器和阀门控制器反馈回的温度、中冷器功率和阀门开度数据信息；
步骤二：对比实时采集的电堆各传感器温度是否符合安全范围（650-950℃）；
步骤三：若发现有传感器测量的温度值超过SOFC系统（电堆和尾气燃烧室）工作温度限定值，则根据检测温度利用阀门-中冷器PID控制器调整与中冷器在同一进气支管的旁通阀开度，同时调整另一进气支管的旁通阀开度与中冷器功率，反之，则关闭与中冷器在同一进气支管的旁通阀，同时打开另一进气支管的旁通阀；阀门-中冷器PID控制器的阀门与中冷器控制补偿过程为，其中，u(t)为SOFC系统的两中冷器前的阀门开度和中冷器功率构成的矩阵，e(t)为补偿后的SOFC系统中冷器功率与预设中冷器功率之差和阀门开度与预设开度之间的差值构成的矩阵，kp、ki、kd为阀门-中冷器PID控制器的初始参数集；SOFC系统的PID参数优化采用灰狼优化和BP神经网络方法来实现；
步骤四：通过调整进气总管的旁通阀开度，使SOFC系统的工作温度在各种突发情况下都能得到有效控制。
进一步的，所述阀门-中冷器PID控制器的阀门与中冷器控制补偿过程包括：阀门开度预期和中冷器功率之间的协同调节预期值是以长期实验积累的经验所获取的，在长期实验过程中，对于各种温度异常的情况已建立了专家库；当SOFC系统工作温度超过SOFC系统工作温度限定值时，根据温度异常的位置和偏差值，从专家库中匹配相应的中冷器功率和阀门开度，从而作为PID控制的预期输入。
进一步的，所述专家库是根据SOFC系统的各部件温度值和电堆的放电电流、电压值、阀门开度、2个中冷器功率之间构成的映射关系，采用头脑风暴优化算法找出的阀门与中冷器功率最优设定值。
本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明从系统结构角度创新地提出SOFC系统电堆和尾气燃烧室两个热源部件的温度安全控制方法，可以使SOFC系统在面对系统温度异常时，能够自主调节系统温度至安全限定范围内，从而保证SOFC系统的热安全，进而使得其电特性稳定。
附图说明
图1为本发明的SOFC系统温度控制装置的结构示意图；
图2为本发明的SOFC系统控制流程图。
其中：1、氢气罐，2、空压机，3、第一进气总管，4、第二进气总管，5、第一换热器，6、第二换热器，7、第一进气管，8、第二进气管，9、温度传感器Ta，10、温度传感器Tc，11、氢气端第一进气支管，12、氢气端第二进气支管，13、空气端第一进气支管，14、空气端第二进气支管，15、第一中冷器，16、第二中冷器，17、SOFC系统，18、电子负载，19、SOFC系统后排气管，20、尾气燃烧室，21、排气总管，22、第一排气支管，23、第二排气支管，24、数据采集装置，25、阀门-中冷器PID控制器，26、线束，27、氢气端第一旁通阀，28、氢气端第二旁通阀，29、空气端第一旁通阀，30、空气端第二旁通阀，31、氢气罐后旁通阀，32、空压机后旁通阀，33、温度传感器Taa，34、温度传感器Tca，35、温度传感器Tac，36、温度传感器Tcc，37、温度传感器Tba，38、温度传感器Tbc，39、温度传感器Tea，40、温度传感器Tec，41、控制器Ca，42、控制器Cc，43、温度传感器TAa，44、温度传感器TAc，45、功率传感器Pa，46、功率传感器Pc。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步的详细说明。
本发明实施方式的一方面提供一种SOFC系统温度控制装置，SOFC系统采用纯氢气作为燃料，在SOFC系统电堆的阴极入口和阳极入口前，分别布置有两个进气支管，两个进气支管的入口与换热器后进气管出气口相连接，两个进气支管的出气口与SOFC系统电堆进气口相连接，在一个进气支管上布置一个旁通阀，在另外一个进气支管上布置一个旁通阀和一个中冷器。
在两个换热器通往SOFC系统电堆方向的进气管上分别布置有温度传感器Ta和温度传感器Tc，在SOFC系统中布置10个温度传感器，10个温度传感器包括：电堆阳极入口温度传感器Taa、电堆阳极出口温度传感器Tac、电堆阴极入口温度传感器Tca、电堆阴极出口温度传感器Tcc、尾气燃烧室入口温度传感器Tba、尾气燃烧室出口温度传感器Tbc、尾气与阳极氢气换热后的温度传感器Tea、尾气与阴极空气换热后的温度传感器Tec，2个中冷器出口分别布置有温度传感器TAa和温度传感器TAc；1个电子负载采集SOFC系统电堆的放电V-I信号，2个中冷器前旁通阀的阀门上分别布置有控制器Ca和控制器Cc，2个中冷器上分别布置有功率传感器Pa和功率传感器Pc。
如图1所示，该控制装置具体包括氢气罐1、空压机2、第一进气总管3、第二进气总管4、第一换热器5、第二换热器6、第一进气管7、第二进气管8、温度传感器Ta9、温度传感器Tc10、氢气端第一进气支管11、氢气端第二进气支管12、空气端第一进气支管13、空气端第二进气支管14、第一中冷器15、第二中冷器16、SOFC系统17、电子负载18、SOFC系统后排气管19、尾气燃烧室20、排气总管21、第一排气支管22、第二排气支管23、数据采集装置24、阀门-中冷器PID控制器25、线束26、氢气端第一旁通阀27、氢气端第二旁通阀28、空气端第一旁通阀29、空气端第二旁通阀30、氢气罐后旁通阀31、空压机后旁通阀32、温度传感器Taa33、温度传感器Tca34、温度传感器Tac35、温度传感器Tcc36、温度传感器Tba37、温度传感器Tbc38、温度传感器Tea39、温度传感器Tec40、控制器Ca41、控制器Cc42、温度传感器TAa43、温度传感器TAc44、功率传感器Pa45、功率传感器Pc46。
本发明氢气罐1和空压机2的出气口分别与第一进气总管3和第二进气总管4的进气口相连接；第一换热器5和第二换热器6的第一进气口分别与第一进气总管3和第二进气总管4的出气口相连接；第一进气管7和第二进气管8的进气口分别与第一换热器5和第二换热器6的第一出气口相连接；氢气端第一进气支管11和氢气端第二进气支管12的进气口与第一进气管7的出气口相连接；空气端第一进气支管13和空气端第二进气支管14的进气口与第二进气管8的出气口相连接；SOFC系统17的阳极进气口与氢气端第一进气支管11和氢气端第二进气支管12的出气口相连接，阴极进气口与空气端第一进气支管13和空气端第二进气支管14的出气口相连接；SOFC系统后排气管19的进气口与SOFC系统17的出气口相连接；尾气燃烧室20的进气口与SOFC系统后排气管19的出气口相连接；排气总管21的进气口与尾气燃烧室20的出气口相连接；第一排气支管22、第二排气支管23的进气口与排气总管21的出气口相连接；第一换热器5和第二换热器6的第二进气口分别与第一排气支管22、第二排气支管23的出气口相连接；氢气端第一旁通阀27和第一中冷器15按气流方向串接于氢气端第一进气支管11，氢气端第二旁通阀28串接于氢气端第二进气支管12；空气端第一旁通阀29和第二中冷器16按气流方向串接于空气端第一进气支管13，空气端第二旁通阀30串接于空气端第二进气支管14；氢气罐后旁通阀31、空压机后旁通阀32分别布置在第一进气总管3、第二进气总管4上；温度传感器Ta9布置在第一进气管7上；温度传感器Tc10布置在第二进气管8上；温度传感器Taa33、温度传感器Tac35分别布置在电堆阳极的入口和出口；温度传感器Tca34、温度传感器Tcc36分别布置在电堆阴极的入口和出口；温度传感器Tba37和温度传感器Tbc38分别布置在尾气燃烧室20的入口和出口；温度传感器Tea39和温度传感器Tec40分别布置在第一换热器5的第二出气口和第二换热器6的第二出气口；控制器Ca41布置在氢气端第一旁通阀27上，控制器Cc42布置在空气端第一旁通阀29上；温度传感器TAa43布置在第一中冷器15出口处；温度传感器TAc44布置在第二中冷器16出口处；电子负载18布置在SOFC系统17中；功率传感器Pa45布置在第一中冷器15中；功率传感器Pc46布置在第二中冷器16中；电子负载18、功率传感器Pa45、功率传感器Pc46、温度传感器Ta9、温度传感器Tc10、温度传感器Taa33、温度传感器Tca34、温度传感器Tac35、温度传感器Tcc36、温度传感器Tba37、温度传感器Tbc38、温度传感器Tea39、温度传感器Tec40、温度传感器TAa43和温度传感器TAc44均通过线束26与数据采集装置24输入端连接，数据采集装置24输出端与阀门-中冷器PID控制器25输入端相连接，阀门-中冷器PID控制器25输出端通过线束26与控制器Ca41、控制器Cc42相连接。数据采集装置使用型号为MCU-STM32F103rbt6单片机，利用ST固件库，编写相应的程序，通过RS485和CAN总线与SOFC系统的阀门-中冷器PID控制器（PLC）、传感器进行通信，获得SOFC系统的实时运行数据。
在本发明中，根据温度传感器实时监测判断SOFC系统工作温度是否超过SOFC系统工作温度限定值，若超出，则根据检测温度设计阀门-中冷器PID控制器25调整氢气端第一旁通阀27、空气端第一旁通阀29的旁通阀开度，同时调整氢气端第二旁通阀28、空气端第二旁通阀30的旁通阀开度；反之，则关闭氢气端第一旁通阀27、空气端第一旁通阀29的旁通阀，同时打开氢气端第二旁通阀28、 空气端第二旁通阀30；若SOFC系统内仍然反应不充分，则通过及时调整氢气罐后旁通阀31、空压机后旁通阀32的旁通阀开度，进而使SOFC系统内电化学反应效率得到有效恢复。
本发明实施方式的另一方面还提供一种SOFC系统温度控制方法，具体的控制包括如下步骤：
S1、采集数据，数据内容包括：第一换热器5后第一进气管7上的温度传感器Ta9反馈的温度值T1和第二换热器6后第二进气管8上的温度传感器Tc10反馈的温度值T2，电堆阳极入口温度传感器Taa33反馈的温度值Ta1、电堆阳极出口温度传感器Tac35反馈的温度值Ta2、电堆阴极入口温度传感器Tca34反馈的温度值Tc1、电堆阴极出口温度传感器Tcc36反馈的温度值Tc2、尾气燃烧室入口温度传感器Tba37反馈的温度值Tb1、尾气燃烧室出口温度传感器Tbc38反馈的温度值Tb2、尾气与阳极氢气换热后的温度传感器Tea39反馈的温度值Te1、尾气与阴极空气换热后温度传感器Tec40反馈的温度值Te2，第一中冷器15出口温度传感器TAa43反馈的温度值TA1（阳极侧）和第二中冷器16出口温度传感器TAc44反馈的温度值TA2（阴极侧），电子负载18采集SOFC系统电堆的放电V-I信号，2个中冷器前旁通阀的阀门上布置的控制器Ca41（阳极中冷器前）的控制信号B1和控制器Cc42（阴极中冷器前）的控制信号B2，阳极气路从氢气罐1出来经过的氢气罐后旁通阀31的控制信号A1和氢气端第二旁通阀28的控制信号A2，阴极气路从空压机2出来经过的空压机后旁通阀32的控制信号C1和空气端第二旁通阀30的控制信号C2，第一中冷器15中功率传感器Pa45反馈回的功率信号P1（阳极）和第二中冷器16中功率传感器Pc46反馈回的功率信号P2（阴极）；
S2、SOFC系统控制，如图2所示，具体的控制步骤如下：
步骤一：根据先前的实验经验，依据不同的温度超限情况，结合头脑风暴优化算法形成融合阀门开度和中冷器协同控制的SOFC系统控制专家库；
步骤二：对比电堆、尾气燃烧室、换热器的温度超限的幅值；
步骤三：根据超限幅值，从专家库中调取相应的阀门开度和中冷器协同控制策略；
步骤四：根据协同控制策略触发PID控制器，其中，u(t)为SOFC系统的各阀门开度和中冷器功率构成的矩阵，e(t)为补偿后的SOFC系统中冷器功率与预设中冷器功率之差和阀门开度与预设开度之间的差值构成的矩阵，kp、ki、kd为PID控制器的初始参数集。将控制策略作为期望曲线输入进PID控制器的Reference接口。
步骤四：观察PID控制效果，根据初始给定的PID参数观察控制效果，若效果良好，则保持初始PID参数值运行。
步骤五：若控制效果不佳，则采用灰狼优化和BP神经网络方法优化PID控制器参数kp、ki、kd。
步骤六：在PID控制器的作用下，通过调整各进气管的旁通阀开度和中冷器功率，使SOFC系统的工作温度在各种突发情况下都能得到有效控制。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。同时，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种SOFC系统温度控制装置，其特征在于，SOFC系统采用纯氢气作为燃料，在SOFC系统电堆的阴极入口和阳极入口前，分别布置有两个进气支管，两个进气支管的入口与换热器后进气管出气口相连接，两个进气支管的出气口与SOFC系统电堆进气口相连接，在一个进气支管上布置一个旁通阀，在另外一个进气支管上布置一个旁通阀和一个中冷器；
在两个换热器通往SOFC系统电堆方向的进气管上分别布置有温度传感器Ta和温度传感器Tc，在SOFC系统中布置10个温度传感器，10个温度传感器包括：电堆阳极入口温度传感器Taa、电堆阳极出口温度传感器Tac、电堆阴极入口温度传感器Tca、电堆阴极出口温度传感器Tcc、尾气燃烧室入口温度传感器Tba、尾气燃烧室出口温度传感器Tbc、尾气与阳极氢气换热后的温度传感器Tea、尾气与阴极空气换热后的温度传感器Tec，2个中冷器出口分别布置有温度传感器TAa和温度传感器TAc；1个电子负载采集SOFC系统电堆的放电V-I信号，2个中冷器前旁通阀的阀门上分别布置有控制器Ca和控制器Cc，2个中冷器上分别布置有功率传感器Pa和功率传感器Pc；
所述控制装置还包括氢气罐、空压机、第一进气总管、第二进气总管、第一换热器、第二换热器、第一进气管、第二进气管、氢气端第一进气支管、氢气端第二进气支管、空气端第一进气支管、空气端第二进气支管、第一中冷器、第二中冷器、SOFC系统后排气管、尾气燃烧室、排气总管、第一排气支管、第二排气支管、数据采集装置、阀门-中冷器PID控制器、线束、氢气端第一旁通阀、氢气端第二旁通阀、空气端第一旁通阀、空气端第二旁通阀、氢气罐后旁通阀、空压机后旁通阀；
所述氢气罐和空压机的出气口分别与第一进气总管和第二进气总管的进气口相连接；第一换热器和第二换热器的第一进气口分别与第一进气总管和第二进气总管的出气口相连接；第一进气管和第二进气管的进气口分别与第一换热器和第二换热器的第一出气口相连接；氢气端第一进气支管和氢气端第二进气支管的进气口与第一进气管的出气口相连接；空气端第一进气支管和空气端第二进气支管的进气口与第二进气管的出气口相连接；SOFC系统的阳极进气口与氢气端第一进气支管和氢气端第二进气支管的出气口相连接，阴极进气口与空气端第一进气支管和空气端第二进气支管的出气口相连接；SOFC系统后排气管的进气口与SOFC系统的出气口相连接；尾气燃烧室的进气口与SOFC系统后排气管的出气口相连接；排气总管的进气口与尾气燃烧室的出气口相连接；第一排气支管、第二排气支管的进气口与排气总管的出气口相连接；第一换热器和第二换热器的第二进气口分别与第一排气支管、第二排气支管的出气口相连接；氢气端第一旁通阀和第一中冷器按气流方向串接于氢气端第一进气支管，氢气端第二旁通阀串接于氢气端第二进气支管；空气端第一旁通阀和第二中冷器按气流方向串接于空气端第一进气支管，空气端第二旁通阀串接于空气端第二进气支管；氢气罐后旁通阀、空压机后旁通阀分别布置在第一进气总管、第二进气总管上；温度传感器Ta布置在第一进气管上；温度传感器Tc布置在第二进气管上；温度传感器Taa、温度传感器Tac分别布置在电堆阳极的入口和出口；温度传感器Tca、温度传感器Tcc分别布置在电堆阴极的入口和出口；温度传感器Tba和温度传感器Tbc分别布置在尾气燃烧室的入口和出口；温度传感器Tea和温度传感器Tec分别布置在第一换热器的第二出气口和第二换热器的第二出气口；控制器Ca布置在氢气端第一旁通阀上，控制器Cc布置在空气端第一旁通阀上；温度传感器TAa布置在第一中冷器出口处；温度传感器TAc布置在第二中冷器出口处；电子负载布置在SOFC系统中；功率传感器Pa布置在第一中冷器中；功率传感器Pc布置在第二中冷器中；电子负载、功率传感器Pa、功率传感器Pc、温度传感器Ta、温度传感器Tc、温度传感器Taa、温度传感器Tac、温度传感器Tca、温度传感器Tcc、温度传感器Tba、温度传感器Tbc、温度传感器Tea、温度传感器Tec、温度传感器TAa和温度传感器TAc均通过线束与数据采集装置输入端连接，数据采集装置输出端与阀门-中冷器PID控制器输入端相连接，阀门-中冷器PID控制器输出端通过线束与控制器Ca、控制器Cc相连接。
2.一种SOFC系统温度控制方法，所述控制方法通过权利要求1任一项所述的SOFC系统温度控制装置实现，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤一：读取各温度传感器、中冷器和阀门控制器反馈回的温度、中冷器功率和阀门开度数据信息；
步骤二：对比实时采集的电堆各传感器温度是否符合安全范围；
步骤三：若发现有传感器测量的温度值超过SOFC系统工作温度限定值，则根据检测温度利用阀门-中冷器PID控制器调整与中冷器在同一进气支管的旁通阀开度，同时调整另一进气支管的旁通阀开度与中冷器功率，阀门-中冷器PID控制器的阀门与中冷器控制补偿过程为u(t)＝kp·e(t)+ki·∫e(t)dt+kd·e(t)，其中，u(t)为SOFC系统的两中冷器前的阀门开度和中冷器功率构成的矩阵，e(t)为补偿后的SOFC系统中冷器功率与预设中冷器功率之差和阀门开度与预设开度之间的差值构成的矩阵，kp、ki、kd为阀门-中冷器PID控制器的初始参数集；SOFC系统的PID参数优化采用灰狼优化和BP神经网络方法来实现；
步骤四：通过调整进气总管的旁通阀开度，使SOFC系统的工作温度在各种突发情况下都能得到有效控制。
3.根据权利要求2所述的SOFC系统温度控制方法，其特征在于，所述阀门-中冷器PID控制器的阀门与中冷器控制补偿过程包括：阀门开度预期和中冷器功率之间的协同调节预期值是以长期实验积累的经验所获取的，在长期实验过程中，对于各种温度异常的情况已建立了专家库；当SOFC系统工作温度超过SOFC系统工作温度限定值时，根据温度异常的位置和偏差值，从专家库中匹配相应的中冷器功率和阀门开度，作为PID控制的预期输入。
4.根据权利要求3中所述的SOFC系统温度控制方法，其特征在于，所述专家库是根据SOFC系统的各部件温度值和电堆的放电电流、电压值、阀门开度、2个中冷器功率之间构成的映射关系，采用头脑风暴优化算法找出的阀门与中冷器功率最优设定值。
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