燃气发电机组在多单元联合供电系统的应用

多单元联合供电是众多重要园区或场所所必需的电源应用方案,如医院、化工园区等。本文以我公司工程项目为背景,验证了燃气发电机组在多单元联合供电系统中的应用合理性,并对其作为分布式供电单元的应用方案进行了分析。该方案配合电储能系统、能量路由器等供储电设备,可实现示范园区的联合供电。应用试验结果表明,通过合理的在线切换燃气发电机组的运行模式和各供电单元的充放电模式,能够实现园区常年不间断供电。

新能源联合供电系统能量管理与控制研究

随着可再生能源和高效清洁燃料在内的新型发电技术的发展,联合供电日渐成为减少环境污染、提高能源综合利用效率的一种有效途径。许多发达国家的研究已趋于成熟,但我国仍处于起步阶段。基于此,通过研究分析大量国内外文献,详细介绍了国内外联合供电系统的发展与研究概况,全面阐述了系统基本结构、功率变换器以及能量管理策略等主要研究内容。研究表明,能量管理与控制方法是联合供电系统的核心,只有尽可能的满足多个约束条件,才能保证联合供电系统的长期、稳定、经济运行。

抽水蓄能与风电等可再生能源联合供电系统优化配置研究

由于风电等可再生能源的间歇性、随机性特征,其发电出力的不稳定性可能危及电网系统的运行安全。文章针对抽水蓄能与风电等可再生能源联合供电系统,介绍了其配置方案的优化设计计算模型以及相关限制条件,建立了逐步求解对应模型的设计计算方法,可计算分析各电源的实际利用情况、系统供电保证率情况、蓄能电站水库库容及水位变化情况。以大万山岛孤立供电系统为实例,提出了通过绘制“风机台数—蓄能电站调节库容—系统供电保证率”的莫诺图,建立系统供电保证率与系统配置参数的影响关系,据此可选择较优的风机台数和水库库容组合,并最终求出了整个系统的优化配置方案。

多能源联合供电系统电路结构与能量管理策略

单一能源供电系统通常存在电力供应不稳定、不连续、随气候条件变化等缺点,为提高供电系统的稳定性和灵活性,需采用多种新能源联合供电系统。在论述了两级多输入直流变换器型多能源联合供电系统的基础上,提出了一个改进型两级多绕组同时供电直流变换器型和一类准单级多输入直流变换器型多能源联合供电系统,并给出了两类系统的电路结构、拓扑实例、能量管理策略和设计实例,对多新能源联合供电系统的研究和应用具有参考意义。

基于智能电网的清洁能源联合供电系统

分析面向智能电网的清洁能源联合供电系统中的DC/DC变换器、整流器、逆变器的硬件设计。阐述蓄电池组管理、监控切换模块、充放电的设计。

车辆联合供电系统关键技术研究

针对目前车载电源系统存在的MTBF较低等突出问题,提出了车载联合供电系统解决方案,详细介绍了车辆联合供电系统稳压方式的选取、永磁发电机设计原则以及励磁体系的设计方案,并通过建模仿真,进行系统优化,完成了励磁调节器的抗干扰设计。

光储联合供电数据采集系统的设计及数据预处理

为了辨识建立光储联合供电系统的精确数学模型,需要采集系统的真实输入/输出数据。故采用以ADu C812数据采集芯片为下位机核心,以Lab VIEW为上位机开发环境的方法,搭建了光储联合供电系统的数据采集模块,实现光储联合供电系统中电压、电流、光伏电池极板温度和太阳辐射强度的采集、存储与远程监控。实验表明,测试数据与显示数据的相对误差较小,并且在估算的误差限之内,从而验证了数据采集模块设计的合理性和采集数据的准确性。

双输入直流变换器的建模与闭环系统设计

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计非常复杂。本文将以双输入Buck变换器为例,进行系统建模以及闭环调节器的设计,使得该系统稳态和动态性能指标达到要求。最后通过一个400W的实验样机验证该设计方法的有效性。此设计方法也可以应用于其他的双输入直流变换器构成的新能源联合供电系统中。

太阳能与市电互补系统的Matlab仿真研究

在具有多个新能源输入的联合供电系统中,一个多输入直流变换器(MIC)就可以实现传统的多个单输入直流变换器的功能,并且达到简化系统结构、降低系统成本的目的。MIC通常需要进行能量管理以实现可再生能源的优先利用。首先将多输入直流变换器系统和单输入直流变换器系统进行了比较,然后以双输入Buck变换器为例,分析了双输入Buck变换器工作原理。为了验证双输入Buck变换器工作原理的正确性,在Matlab中搭建了基于太阳能与市电互补的双输入Buck变换器仿真模型,对系统进行了仿真分析。仿真结果验证了双输入Buck变换器工作原理和能量管理策略的正确性。

基于互锁驱动方式的光电互补系统

在使用多输入变换器作为主电路的光电联合供电系统中,采用现有的能量管理策略并利用交错双边沿脉宽调制方式时,可以实现光伏与电网的协调工作并克服了光电联合供电系统中的一主要问题,即在光伏电池与电网同时供电时,电网电流会通过光伏电池板使测得的光伏电池板电流比实际值大,导致光伏电池板的最大功率跟踪失败。针对此问题,提出了另外一种新的驱动方式——互锁,该方式不仅能解决该问题还能使系统电流脉动小。从理论上分析了互锁驱动方式的调制效果,并与交错双边沿调制的效果进行了比较,然后利用Matlab/Simulink建立互锁模型,仿真验证了互锁方法的有效性。

一种新型双输入反激DC/DC变换器

传统多输入反激DC/DC变换器的电路拓扑结构简单,能实现多种新能源联合供电,在中小功率应用场合具有很好的应用前景。但该变换器的变压器有多个一次绕组,结构复杂、功率器件电压应力大,只能实现多种能源的分时供电。本文提出一种新型的多输入反激DC/DC变换器,变压器仅有一个一次绕组,开关器件电压应力降低,各输入源既可以单独向负载供电又可以同时向负载供电。以双输入为例详细分析该变换器的工作原理,推导其输入输出基本关系,提出能量管理方法,还推导出一族隔离型多输入变换器的基本电路拓扑。最后通过一个120W的原理样机验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。

采用交变脉冲电源单元的隔离型多输入直流变换器

多输入直流变换器(MIC)实现多种能源输入,可同时或分时向负载提供能量,具有优先利用能源、简化系统结构及降低系统成本等优点,因此适用于新能源联合供电系统。本文针对输入输出隔离场合,提出采用交变脉冲电源单元构建隔离型MIC的方法:根据交变脉冲电源单元组合规则推导出基本隔离型MIC,利用最大功率传输原则确定MIC的控制策略,通过分析开关管的开关时序对基本隔离型MIC进行简化,进而得到多种不同类型的简化隔离型MIC拓扑。本文将详细给出通过交变脉冲电源单元构建隔离型MIC的方法,并以将半桥三电平单元与全桥单元组合而成的双输入变换器为例,采用有效的能量管理策略实现两输入源的功率分配,最后通过一个1kW的原理样机验证理论分析的正确性。

一种新的多输入全桥变换器

在新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。本文提出了一种新颖的多输入全桥变换器,并且以双输入为例,通过分析双输入全桥变换器的工作原理及其特性,提出了多移相控制策略实现开关管的软开关,及一种实现两输入源功率分配的能量管理方法。最后通过一个800W的原理样机验证了理论分析的正确性和能量管理策略的有效性。

无缓冲单元的多输入直流变换器电路拓扑

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器MIC代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。MIC可分为无缓冲单元和带缓冲单元的两类,文中讨论了无缓冲单元的MIC电路拓扑的生成方法。首先给出构成无缓冲单元的MIC电路拓扑的基本单元,提出生成MIC时基本单元之间的组合级联规则,由此推导出一系列无缓冲单元的MIC电路拓扑。

带解耦控制的三输入直流变换器建模及调节器设计

在包含多个输入源的新能源联合供电系统中,采用一个多输入直流变换器(MIC)代替传统的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计非常复杂。本文以一种新型的Buck、Boost、Buck-Boost三输入变换器为例,将解耦控制环节加入系统中,这样就可以方便的进行闭环调节器的设计,从而提高系统的稳态和动态性能。最后通过一个400W的原理样机验证该设计方法的有效性。此设计方法也可以应用于其他三输入直流变换器系统中。

一种新型多输入双向DC-DC变换器

以一个50 W的多输入双向DC-DC变换器原理样机为研究对象,运用数值模拟和实验研究的方法,对该变换器进行Matlab/Simulink仿真和实际实验验证。实验结果表明:该变换器可以通过一个DC-DC变换器通道将多个或单个输入源进行Buck、Buck-Boost和Boost互补利用,且变换器可以逆向工作。实验验证了该变换器具有结构简单、效率高及输出电压稳定等优点,可广泛应用在多种可再生能源联合供电系统、混合动力系统及纯电动系统中。

一种解决光伏与市电互补问题的方法

在使用双输入Buck变换器做为主电路的光电联合供电系统中,采用现有的能量管理策略,可以实现光伏与电网协调工作。当两只开关管同时导通时,由于两只续流二极管均承受反偏电压而截止,因此电网电流势必会从太阳能电池板一侧流过。如果在此时测量太阳能电池板电流,将会对测量结果产生严重影响,而且可能直接导致系统无法正常工作。文中提出两种解决方案,即交错双沿调制和锁定方式,并对两种方式给出了理论分析,从理论上证明了两种方法的使用效果是一致的。最后,列出了采用交错双边沿调制基于Matlab/Simulink的仿真模型和结果,证明采用交错双边沿调制的驱动方式是可行的。

基于DSP的双输入Buck变换器的研究

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。针对太阳能与市电联合供电系统,采用双输入Buck变换器,这是一种最简单的多输入直流变换器。在此系统中太阳电池应工作在最大功率跟踪状态,剩余的能量由市电进行补充。采用DSP代替现有的模拟电路来实现系统的控制和能量管理,可以简化电路,提高系统灵活性。DSP主要功能为实现各种工作模式下开关管的控制和工作模式之间的切换控制。最后设计制作了一台500 W的样机,实验结果验证了本系统的有效性。