11月7日-12日，由共青团中央、中国科协、教育部、中国社会科学院、全国学联和北京市人民政府共同主办的2019年“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛（以下简称“挑战杯”竞赛）终审决赛在北京航空航天大学举行。
一、项目背景
1.我国山区、海岛、边防哨所等离网地区远距离联网供电困难，以化石燃料为主的离网供电会污染环境，研发离网型高可再生能源占比的综合能源系统需求迫切。
2.风、光等间歇性可再生能源的难以保证供能系统的稳定性和持续性，离网型综合能源系统的长期稳定经济运行极为困难。
3.源-储-荷耦合的综合能源系统特性所具有的明显的非线性、多惯性尺度、强随机性等特征给控制带来困难。
二、项目介绍
项目还开发了一套新型数据驱动控制算法，不但保护了系统设备，延长其使用寿命，也满足了建筑用户的舒适性需求。
三、系统与功能
1.各种能源形式通过“能源路由器”实现全自动调度，在各种复杂工况下，系统母线电压波动幅度小于土1V，保证系统各电器件的正常运行。
2.以超级电容器、锂电池及蓄热水罐联合的多级储能系统，可消纳从毫秒级至昼夜级的能源波动，节约了储电设备初投资，经济效益显著提升。
3.针对系统关键变量的新型数据驱动控制算法，可保障锂电池剩余电量估计误差<5%；建筑物室内温度波动<1°C；电堆温度波动小于1°C。
四、创新性
1.针对各类可再生能源或清洁能源的运行特性，取长补短，创新性地提出太阳能、氢燃料电池、锂电池、电容器与热泵联合的多能互补建筑供能结构，在选型合理的基础上，可灵活应对各种气候环境。
在满足供能需求的基础上，保证了冷、热、电负荷调节的稳定与灵活，并真正实现了“0污染”、“0碳排”。
2.将风冷型质子交换膜燃料电池阴极排气用以室内环境供暖，优化了能源拓扑结构，提高能源利用效率，节约能源。
3.基于数据驱动的关键设备在线监测及运行控制技术实现对燃料电池电堆温度、锂电池剩余电量、室内温度等系统关键变量的实时检测与控制，保障供能系统的持续、安全、稳定运行。
