质子交换膜燃料电池为负载供电或并网发电时,需采用功率变换器将燃料电池发出的低压进行直流电升压,然后逆变成交流电。由于功率变换器的逆变器输出50Hz的交流电,会造成燃料电池输出侧产生含量较高的低频(100Hz)电流纹波,这对质子交换膜燃料电池的性能和寿命等因素有极大的影响。本文针对低频电流纹波对质子交换膜燃料电池会影响输出电压、输出效率和寿命等问题,从减少质子交换膜燃料电池低频电流纹波的目标出发,开展了一系列研究。本文的主要内容如下。(1)详细阐述了质子交换膜燃料电池的工作原理和输出特性。介绍了燃料电池国内外的研究状况,对不同燃料电池功率变换器的拓扑结构和控制方法进行了分析和比较。(2)详细分析了低频电流纹波的产生机理,以及对质子交换膜燃料电池的影响。将主要的抑制方法归纳总结为三种:无源补偿法、有源补偿法和有源+无源混合补偿法,并对三种方法进行了详细的介绍。(3)为了抑制低频电流纹波,在传统推挽式的电路拓扑结构上,加入了有源钳位技术。提出了一种有源+无源混合补偿方法,用来抑制质子交换膜燃料电池的低频电流纹波。从而减少低频电流纹波对质子交换膜燃料电池的影响,提高系统的效率,延长其工作寿命。(4)基于仿真软件MATLAB/SIMULINK下,对拓扑结构和方法进行了仿真实验。通过对仿真实验的结果对比和分析,验证了该补偿方法的合理性和可行性。