计及列车节能运行影响的城轨储能系统最优化容量配置

优化设计列车运行曲线并合理配置超级电容储能是解决城轨牵引供电系统能量损耗大、功率冲击显著的有效方案。列车运行曲线会直接决定列车的当前运行状态,一方面通过调整牵引电机的工作效率改变供电系统的整体能耗,一方面通过调节列车牵引过程与再生制动过程间的功率差优化储能容量配置。考虑到以上两方面因素的相互制约,本文提出了一种综合的城轨储能系统最优化容量配置方法,旨在兼顾列车节能运行和降低储能容量。首先,利用列车运行的数学模型建立考虑牵引电机工作效率变化的列车能耗函数。然后,考虑多车运行时的能量交互确定列车牵引与再生制动间的功率差函数。进而,重新构建固定时分下考虑系统综合能耗与储能容量的复合经济指标的目标函数。最后,采用遗传算法和粒子群算法相结合的优化算法,得到列车的最优运行曲线。算例分析表明,基于本文优化方法得到的列车运行曲线能够在节能的同时大幅降低超级电容的配置容量。

基于改进秃鹰算法的牵引供电系统储能容量配置方法

牵引供电系统的储能容量配置是一个复杂的非线性多目标优化问题。为实现在良好节能率和稳压率的前提下降低储能容量,提出一种改进秃鹰算法。首先,建立牵引供电系统的潮流仿真模型。然后,利用改进秃鹰算法对储能容量配置问题进行改造。最后,构建多目标函数并计算最优储能容量。算例分析证实,改进秃鹰算法不仅具备比传统遗传算法和秃鹰算法更好的收敛性和稳定性,而且在改进秃鹰算法的最优配置容量下牵引供电系统的综合性能表现更好。

一种基于无源定子横向磁场技术的高力密度直线电机的结构

在工业应用中,直接驱动器的使用不断增加。大多数驱动器都包括永久磁铁,而这些永久磁铁正是驱动器的一个重要的成本因素。尽管在直线运动的应用中这种直接驱动器也得到了不断发展,但是由于在轨道上所使用的永久磁铁的成本较高,其轨道长度也受到了限制。IALB研究中心已经提出了一种基于高效的无源定子永磁同步直线电机。它采用横向磁场技术,同时实现了气隙力密度在62kN/m^2以上,这使得这种电动机非常适合作为一种直线直接驱动器,本文将详细介绍这种电动机的工作原理以及在设计和制造中涉及到的相关问题。

一种兼顾二极管钳位型三电平变换器中点电位平衡的窄脉冲处理方法

综合考虑窄脉冲补偿、中点电位平衡控制及其相互影响,提出一种兼顾三电平变换器中点电位平衡的窄脉冲处理方法。该方法直接分析了窄脉冲对调制波的限制,在完全避免窄脉冲的同时对中点电位平衡控制的影响也极小。仿真和实验结果表明,该方法具有显著的窄脉冲补偿和中点电位平衡控制效果,整体性能明显优于传统的窄脉冲处理方法。

适用于多电平逆变器的高效空间矢量PWM实现方案

本文提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的有效实现方案。所提方法的目的是在不带来任何缺点的前提下减少必要的处理需求,并能够自动实现最小开关切换和直流侧电容电压最优控制的多电平开关序列。文中给出了用FPGA控制的两个30kW的三电平IGBT逆变器构成的五电平逆变器的实验结果。由于简洁高效的硬件描述语言(VHDL)状态机编程使得整个实现过程非常迅速,在极高的开关频率下也可以采用成本低廉的单芯片来满足要求。

变工作点下的逆变器并网系统建模与稳定性分析

并网逆变器作为电能变换接口装置广泛应用于新能源并网系统中。在光伏和风电新能源并网系统中,其出力受到风速与光照强度等因素的影响,进而并网逆变器的工作点也会发生变化,而其系统在不同的工作点下会呈现出不同的稳定特征。针对该问题,以逆变器并网系统为研究对象,首先分析了其系统中工作点变量之间的关系,建立了考虑工作点变量的并网逆变器阻抗模型。在含工作点变量的逆变器阻抗模型的基础上,提出了一种新的稳定性分析方法,该方法可以得到逆变器并网系统在不同工作点下的稳定裕度,分析出系统的稳定性。仿真和实验结果验证了文中所建模型与分析方法的准确性和有效性。

基于寿命消耗分布规律的风电变流器IGBT模块热管理控制策略

结温波动是引起绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)热疲劳失效的重要原因之一,降低其幅值能够提高IGBT模块的可靠性。该文提出一种基于寿命消耗分布规律的热管理控制策略。所提策略首先结合一整年的风速和气温数据,量化分析IGBT模块的寿命消耗分布规律,讨论需要被重点管理的结温波动类型和大小;然后,通过将结温阈值下限设定为最低环境温度,研究对低频结温波动实现有效抑制的结温阈值上限。结果表明,风电变流器应侧重于抑制IGBT模块幅值较高的低频结温波动,并且应计入长时间的任务剖面以便反映出结温波动的实际分布规律。案例和实验验证所提策略不仅可以有效抑制低频结温波动,而且显著降低IGBT模块的寿命消耗。所提策略为如何提高长时间运行工况下IGBT模块的可靠性提供一种新方法。

适用于多电平逆变器的高效空间矢量PWM实现方案

本文提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的有效实现方案。所提方法的目的,是在不带来任何缺点的前提下减少必要的处理需求,并能够自动实现最小开关切换和直流侧电容电压最优控制的多电平开关序列。文中给出了用FPGA控制的两个30kW的三电平IGBT逆变器构成的五电平逆变器实验结果。由于简洁高效的硬件描述语言(VHDL),状态机编程使得整个实现过程非常迅速,在极高的开关频率下也可以采用成本低廉的单芯片来满足要求。