燃料与氧化剂用量比对溶液燃烧法制备尖晶石型高熵氧化物结构和储锂性能的影响

以金属硝酸盐为氧化剂、甘氨酸为燃料,采用溶液燃烧法在750℃下制备尖晶石型(K_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))_(3)O_(4)高熵氧化物粉体,并将该粉体用作锂离子电池负极材料,研究了燃料与氧化剂的物质的量比(0.2,0.5,1.0,1.5)对产物结构和储锂性能的影响。结果表明:所制备的高熵氧化物化学成分均匀且具有介孔结构;随着燃料与氧化剂的物质的量比的增加,高熵氧化物的结晶度、晶格常数、晶胞体积、比表面积和孔体积均增大,晶粒尺寸先减小后增大,最可几孔径先减小后增大再减小;当燃料与氧化剂的物质的量比为0.5和1.0时,所制备的粉体具有相似的比表面积和类似的孔结构,但是前者具有更小的晶粒尺寸和最可几孔径。当燃料与氧化剂的物质的量比为0.5时,制备的电极在0.2 A·g^(-1)小电流密度下循环100圈后放电比容量最高(1196 mA·h·g^(-1)),这与此时电极材料具有较小的晶粒尺寸和最可几孔径以及适中的结晶度有关;当燃料与氧化剂的物质的量比为1.0时,电极具有最优的倍率性能,在1.0 A·g^(-1)大电流密度下循环400圈后的放电比容量高达1133 mA·h·g^(-1),在3 A·g^(-1)大电流密度下的比容量保持率仍高达59.4%,这主要与较大的晶胞体积有关。

输电系统中并网变流器优化双向功率稳定性差异的阻抗控制策略

交直流混合输电线路中功率面临双向流动的情况,功率正向与反向之间系统稳定性存在明显的差异特性,即双向功率稳定性差异。论文针对交直流混合输电系统中并网变流器双向功率稳定性差异进行研究。为了解决双向功率稳定性差异,进而提高的系统稳定性,首先对功率控制的逆变器交流侧阻抗在d-q坐标系下进行小信号建模,对比分析正向和反向功率下的阻抗特性。其次,结合阻抗稳定判据,揭示双向功率流动对并网变流器系统稳定性造成的影响。然后,提出了一种阻抗优化控制策略,在不改变稳定性较好的正向阻抗特性的同时,优化并统一反向阻抗特性。最后,通过Matlab/Simulink仿真模型对所提出控制策略的有效性进行了验证。研究结果表明:优化后的变流器系统在双向功率流动下,能够保持较为统一的稳定特性,并能够有效抑制传输功率传输方向变化引起的振荡问题。研究结果证明了所提控制策略的有效性。

AC/DC-DC/AC级联变流器DC与AC双侧双向交互稳定性分析及协调优化控制

AC/DC-DC/AC级联变流器系统面临双向功率流动时,若不切换变流器控制策略,直流侧与交流侧的稳定性在正向功率与反向功率之间存在明显的差异,即双向功率稳定性差异,这种稳定性差异可能会导致系统发生振荡。针对这一问题,对直流侧和交流侧变流器阻抗进行了小信号建模,对比分析了各端口变流器阻抗在正反向功率下的阻抗特性差异,并提出了一种协调优化控制策略,发生扰动时,使其同时优化AC环节与DC环节在双向功率下的稳定性。通过阻抗稳定判据以及奈奎斯特稳定性判据,分别对比分析了交、直流侧优化前后正向功率与反向功率下稳定性的变化。研究结果表明:采用协调优化控制后,交流侧和直流侧电压在双向功率流动的情况下都能保持较好的稳定性,双向功率稳定性差异被大大减小。最后所提出控制策略的有效性通过Matlab/Simulink仿真和实验进行了验证。

光伏直流汇集系统中母线开关电容稳压控制及短路电流抑制

光伏直流汇集系统中,通常采用并联大容量电解电容的方法来抑制直流母线侧的低频电压纹波,但系统发生极间短路时,大容量的直流母线电容迅速放电会产生幅值较大的短路电流,不利于系统的控制和保护运行。为了减小直流母线电解电容的使用及降低极间短路工况下的短路电流,提出在光伏直流汇集系统中采用基于Buck-Boost电路的开关电容拓扑结构,并针对该拓扑结构提出了一种等效电容值灵活可调的控制策略。研究结果表明:该拓扑及控制方法可以有效抑制电压纹波,减少电解电容的使用,实现系统的无电解电容化;在极间短路工况下,同时闭锁DC/DC换流器和开关电容可有效减小短路电流,提高系统的控制保护特性。最后,通过MATLAB/Simulink仿真模型验证了开关电容拓扑和控制策略的有效性。

光照不均时独立输入串联输出型光伏直流汇集系统分层优化MPPT控制策略

为了解决独立输入串联输出型光伏直流汇集系统在光照不均时的过压问题和最大功率点跟踪(maximum powerpointtracking,MPPT)控制失效问题,提出一种分层优化MPPT控制策略,该策略通过判断和切换DC-DC变流器的运行模式,协调交流网侧模块化多电平变流器(multiple modular converter,MMC)在一定运行范围内灵活地调节直流母线电压,实现光伏侧DC-DC变流器和网侧逆变器的分层控制。最后,在MATLAB/Simulink中通过3个模块级联的光伏直流汇集系统仿真验证了该策略的有效性。研究结果表明:所提控制策略在多种光照不均衡的工况下可实现模块间的功率优化配置,提升整个光伏系统的送出功率。研究结果可为光伏直流汇集系统的稳定运行和功率优化提供一定的理论依据。