基于阻抗在线测量的锂离子电池过放电诱发内短路识别研究

锂离子电池的过放电行为可诱发内短路进而可能导致热失控。由于单体电池一致性差异和过放电导致的内短路初期电、热特征不明显,使得电压和温度等常规物理参数难以可靠实现故障预警,而阻抗可以反映电池内部信息,对故障状态具有较好的指示能力。该文通过分析锂离子电池过放电诱发内短路引起阻抗变化的机理,基于设计的阻抗在线测量装置,确定用于监测电池内短路故障的特征阻抗频率为70 Hz,获取过放电诱发内短路过程中特征频率下动态阻抗及阻抗变化率,提出一种基于动态阻抗特征的内短路在线识别方法并验证了方法的可靠性。实验结果表明,锂离子电池放电过程中动态阻抗半正弦变化特征可提前约144 s实现过放电预警,动态阻抗针状变化特征可提前约152 s实现内短路故障预警,动态阻抗明显回升特征可作为内短路发生的标志。此外,阻抗变化率特征有助于实现锂离子电池故障识别及预警,该方法在锂离子电池故障在线快速诊断中具有重要的应用潜力。

考虑虚拟电阻局限的电网电压跌落VSG暂态稳定性提升

虚拟电阻(virtual resistance,VR)方案能有效抑制虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并网过程中的同步振荡(synchronous resonance,SR),但会恶化系统暂态稳定性能,尤其是在高压线路中较大的线路电感将使其恶化程度进一步加剧。针对上述矛盾,首先基于功率流模型绘制功率-虚拟功角曲线,进而以最大功角过冲、总减速面积和最小初始功角定量描述VSG暂态稳定性。然后以增大最大功角过冲和总减速面积为目标,提出在电压跌落故障发生时通过减小等效有功指令和增大等效无功指令来提升系统暂态稳定性,并给出调节系数组合稳定域。最终在Matlab/Simulink平台中搭建仿真模型,结果表明,考虑VR和高压线路固有较大线路电感时,改进VSG控制策略可显著提升系统暂态稳定性能,应用良好。

基于残差生成器的Buck双向变换器改进模型预测控制

在以光伏储能装置为主体的直流微网中,外部扰动容易引起直流母线电压波动,导致系统输出电能质量下降。为提升系统动态响应性能,针对直流微网中常用的Buck型双向DC-DC变换器,提出一种基于残差生成器的改进电流补偿模型预测控制策略。首先,对模型预测控制(MPC)环节进行线性等效,证明采用校正前PI+MPC控制时,系统在0 rad/s时存在失稳风险。然后,由此设计负低-高通滤波器校正环节,并从调节系数变化和模型参数不确定性等角度进行分析,验证改进后系统的稳定性和动态性能得到明显改善。仿真与实验结果表明,基于残差生成器的电流补偿能有效平抑外界扰动引起的母线电压波动,负低-高通校正环节在改善系统性能的同时又进一步抑制电感电流噪声,进而平滑母线电压曲线。最终,证明提出的改进策略可显著提升直流微网的动态响应性能。

无接触电能传输技术的研究进展

无接触电能传输技术具有广泛的应用前景。目前主要的无接触电能传输方式有远场辐射、电磁共振和电磁感应直接耦合三种。远场辐射采取微波或激光来传递能量,频率最高,传输距离最远,效率也较低。电磁共振采用频率为MHz范围的谐振频率实现电能在波长范围内的中等距离高效率传输。基于电磁感应原理的电能传输技术相对比较成熟,频率较低,传输距离相对很小,传输效率较高。本文主要分析了这三种电能传输方式的特点及国内外研究现状,给出了该技术的应用前景及存在问题,也展示了一些研究结果。

无线电能传输技术的关键基础与技术瓶颈问题

近几年,电气科技工作者对无线电能传输技术的研究探索如火如荼,应用领域也在不断扩大。随着研究的深入,有许多关键基础问题和技术瓶颈问题需要解决。文章首先对该技术的近期研究现状作了简要回顾。其次重点提出了目前亟待解决的7个关键基础问题和4个技术瓶颈问题。最后对无线电能传输技术的应用前景作了进一步的展望,重点介绍了高速列车无线供电技术以及前期研究工作。

枇杷叶中三萜酸的研究进展

枇杷叶是一种传统中药植物资源,具有广泛的应用价值。本文对枇杷叶中三萜类物质的类型、生物活性、提取分离、纯化、检测分析以及鉴定进行了综述。

基于移幅键控的磁耦合谐振式无线电能和信号同步传输方法

在无线电能传输系统中,信号无线传输同样重要。仅用一套线圈就实现电能与信号无线传输(即无线电能与信号同步传输)是无线电能传输技术产业化必须解决的首要问题,也是当前无线电能传输技术研究的热点问题之一。在四线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统基础上,结合移幅键控(ASK)调制与解调方式,提出一种新型的无线电能与信号同步传输方法,并设计其调制、解调电路和同步传输线圈。最后搭建相关的实验系统验证了所提同步传输方法的可行性和有效性。

先进电工磁性材料特性与应用发展研究综述

人类对能源需求的日益增长和资源环境的逐步恶化,使得充分发展新材料,特别是在电机、变压器等电工装备中广泛使用的先进电工磁性材料,以期节能降耗,已经成为全球共识。以电工钢片、软磁复合材料等为代表的电工磁性材料的创新发展及其应用,已经成为电气工程领域不可阻挡的趋势,对电力系统深层次的影响亦愈发凸显,各国学术界和工程界均给予极大关注。本文全面综述国内外当前典型先进电工磁性材料的特性与发展,并厘清进一步的研发思路与方向。本文从先进电工磁性材料的分类、特性及其应用和发展趋势角度,重点讨论了先进电工磁性材料可能及潜在的发展需求及态势,供读者参考。

新型高性能电工材料应用特性建模技术研究

提出了对新型高性能电工材料应用特性建模时需考虑的主要问题,对所建模型进行了分类,并给出了超磁致伸缩材料应用特性的建模实例。

基于最小二乘支持向量机和自适应模拟退火算法的电磁场逆问题全局优化方法

分析了目前电磁场逆问题全局优化算法存在的收敛速度慢以及搜索时间长等问题的主要原因,并针对以上问题提出了基于最小二乘支持向量机和自适应模拟退火电磁场逆问题优化新算法,充分利用了自适应模拟退火算法中丢失的已搜索过点的信息,动态地建立和改进待求问题的数值模型,指导最优解的搜索过程,大大减少了求解电磁场正问题的求解次数,缩短了搜索到最优解的时间,通过仿真实验以及实际应用的对比,效果显著,提高了电磁场优化设计的实际应用能力。

超磁致伸缩器件的数值计算模型

为了分析超磁致伸缩器件中的磁机械耦合问题，提出了一个非线性有限元模型，它是建立在能量变分基础上的。在处理磁机械耦合问题时采用了弱耦合解法。该有限元模型的特点是考虑了弹性模量随磁场的变化。用这个模型计算了一组用不同方法制备的超磁致伸缩材料ＴｅｒｆｅｎｏｌＤ的饱和磁致伸缩量值，并与测试结果作了比较，从而证实了这个模型的正确性。

电磁场无单元Galerkin方法中几个关键问题的研究

无单元Galerkin方法作为一种新的数值计算方法,只需节点信息,不需单元信息,从而摆脱了单元的限制,可用于有限元法不能有效解决的工程电磁场问题,如薄板问题、小气隙问题、运动线圈问题等.本文对无单元Galerkin方法的一些关键问题进行了研究,如强加边界条件的处理问题、介质交界面条件的处理问题、权函数的选取问题等,并给出了相关算例.

三维无单元伽辽金法及其在电磁场数值分析中的应用(英文)

介绍了三维无单元伽辽金方法的基本理论,并将其应用于电磁场数值计算中。无单元伽辽金方法的理论基础是滑动最小二乘法,它只需节点信息,无需单元信息,摆脱了单元的限制,该方法对有限元法是一个很好的补充,可用于有限元法不能有效解决的某些工程电磁场问题,如薄膜问题、微小气隙问题、运动线圈问题等。针对权函数对无单元法的影响进行了详细研究,并给出了支撑域的选取原则及三维场中影响半径的计算公式。

磁损耗分离技术的实验研究

为了研究磁损耗分离技术，首先研制了用于磁损耗分离技术的多频功率电源．根据磁滞损耗和涡流损耗与频率的关系，实现了对贴近工程实际的模型－ＴＥＡＭ２１基准问题的磁损耗分离，并将实验结果和计算结果进行了比较．为国内外磁损耗算法的研究者进一步提供了实验数据。

动态无线充电系统自解耦型分段导轨及其双模切换策略研究

为抑制电动汽车动态无线充电系统发射单元间的交叉耦合,降低其对系统谐振参数设计的影响,文中利用螺线管线圈与平面线圈正交解耦特性,提出一种自解耦分段发射导轨,其中螺线管为分级叠层绕制,实现了相邻发射单元间的自解耦。为降低系统输出参数波动,基于互感动态变化规律,确定系统最佳充电区间,并提出一种双模工作模式及其分段切换策略,实现对发射线圈实能顺序的实时控制。为实现双模工作状态的有序变换,设计自解耦检测线圈结构,该检测线圈采用单层螺线管绕制并与接收线圈正交,避免检测信号与电能传输之间的干扰。最后,搭建实验平台对所提方法的有效性进行验证。实验结果表明,系统输出功率平稳性提升了19.5%,系统的最高效率可达92.3%。

集成LCC-S拓扑的二维全向无线电能传输系统无盲区能量捕获方法研究

针对二维全向无线电能传输技术存在空间磁场完整度与电流控制策略复杂度的竞争问题,该文提出一种集成LCC-S拓扑的二维全向无线电能传输系统无盲区能量捕获方法。该系统以二维正交线圈为电磁耦合机构,并将其集成于LCC-S型补偿拓扑。同时提出一种自调整参数设计方法,实现系统在二维空间内产生时均旋转磁场以及系统的零相角输入。通过场-路耦合有限元模型分析系统在二维空间内磁场分布情况,随时间峰值磁场强度矢量轨迹为圆形。搭建集成型二维全向无线电能传输的实验样机,实验结果表明,该系统实现单一电源驱动下无盲区的二维全向电磁能量捕获。

无线电能有效传输距离及其影响因素分析

针对在无线电能传输系统中提高电能传输距离与缩小传输装置体积这一热点、难点问题,首先利用空间两线圈的互感耦合模型,从电路角度分析了无线电能传输系统的频率特性,得到了接收线圈归一化电压的表达式,并基于此提出了有效传输距离的概念。然后通过对最大传输距离影响因素的分析得到了线圈优化设计方法。最后,本文设计了相关的实验电路,实验结果与理论、仿真分析具有较好的一致性,验证了该方法的正确性和有效性。这为提高无线电能传输距离和线圈的优化设计提供有益的参考。

磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率特性

针对磁耦合谐振式无线电能传输技术的传输效率随着发射设备与接收设备距离的变化而波动的问题,采用频率特性的新方法分析无线电能传输系统得到了对实际系统设计具有关键指导作用的结果,其中包括频率分裂特性和最大传输距离。利用频率分裂规律对不同距离的效率进行频率跟踪补偿可以提高系统传能效率。通过设计的相关的实验电路验证了频率分裂特性与系统最大传输距离(临界耦合点)理论分析的正确性,为提高无线电能传输功率和距离提供有效的参考。

电磁耦合谐振式传能系统的频率分裂特性研究

电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的发射侧与接收侧同时工作于谐振状态,补偿电容的引入导致系统在不同工况下可能存在多个谐振点。控制策略选取不当,会导致负载接收功率减少、系统性能大幅下降。首先通过耦合模理论建立电磁耦合谐振系统的高阶数学模型,在此基础上深入分析模式耦合因数及品质因数对系统谐振角频率的影响,并得出不同工况下谐振角频率的变化规律。最后根据理论分析设计了盘式振荡器耦合系统进行实验。测量结果表明,实际频率分裂特性与理论推导的函数关系基本吻合,因此可为谐振式电能传输系统的设计提供参考。

电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证

分析了电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的工作原理,通过引入漏感变量,建立了T型等效二端口电路模型,并根据二端口传输方程得出电能传输的动态特性。通过耦合系数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的最佳工作条件。根据理论推导,设计了大功率高频功率放大器,并根据约束条件对振荡器参数进行优化。实验结果表明,该系统可以对间距在2.5 m范围内的负载提供能量。该文建模方法可以为电磁耦合谐振式能量传输实际系统的设计提供有效途径。