城市轨道交通地面储能技术应用综述

我国城市轨道交通路网规模的不断扩大,导致牵引能耗加重问题和再生制动能量利用问题越来越受到重视。将储能技术应用在城市轨道交通中,可以平抑牵引网压波动、吸收再生制动能量、降低牵引能耗,也为接入新能源带来了契机。该文针对地面储能系统,对城轨储能领域常用储能介质的特性进行对比分析,展示城轨领域的应用现状,并结合实际案例分析储能介质和城轨需求的适应性;针对不同类型储能变流器常用电路拓扑进行研究,对比不同拓扑的工作特性和特点,分析变流器拓扑和城轨需求的匹配性;调研城轨储能系统常用的能量管理策略,研究不同策略的特点;从储能系统设计和能量管理的再优化对城轨储能系统的研究热点和未来发展提出展望,为城轨储能系统规范化、高效化、简约化提供参考。

IGBT并联应用均流控制技术综述

绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated-gate bipolar transistor)在现代电力电子技术中应用广泛,在某些单个器件性能达不到设计要求的工作场合,IGBT的并联使用成为一种经济可行的方法。多模块IGBT并联应用可以简化电路结构,增大变流器输出功率,提高装置功率密度。IGBT并联应用过程中,器件本体的动、静态特性及结温的差异,驱动电路结构及功率回路不对称性,伴随IGBT长期使用出现的老化或失效等问题,都会引起并联IGBT支路电流的不均衡,影响系统的可靠性和稳定性。对国内外IGBT并联应用所关注的研究热点进行了调研分析,总结了IGBT并联动、静态电流不均衡产生的原理及影响,分析了电流均衡控制原理的差异。从功率回路均流控制和驱动回路均流控制两个方面,对IGBT并联应用均流控制的工作特性进行了分析总结和技术对比,并对IGBT并联均流技术的发展方向进行了展望。

抓好制度建设是保持党的先进性之关键

制度建设对党的先进性建设具有全局性的影响,起着长期的规范作用。保持党的先进性关键在于抓好制度的建立、执行和监督。

白内障术前B超与频域OCT检查黄斑区图像的对照研究

目的:参照频域光相干断层扫描(频域OCT)分析B超对诊断白内障患者黄斑病变的准确性,从而为预测白内障术后视功能提供理论依据。方法:通过B超来初步了解白内障患者的眼后段情况,如发现黄斑区回声有异常,可继续行频域OCT来进一步确诊。结果:术前进行B超检查怀疑有黄斑病变的白内障患者178例217眼,进一步行频域OCT扫描。有213眼确诊有黄斑病变,其中湿型年龄相关性黄斑变性(AMD)70眼,黄斑前膜65眼,黄斑裂孔21眼,干型AMD 17眼,其他黄斑病变23眼,4眼频域OCT扫描显示为非黄斑区的后极部的其他病变。OCT完全扫描不到眼底的17眼,此17眼在行白内障手术后进行频域OCT检查均确诊为黄斑病变。结论:多数白内障患者无法看清眼底,B超就成为了解眼球后段的重要检查手段。因B超操作简单价格低廉,检查范围广,对患者的配合程度要求较低,且不受屈光间质混浊的影响,所以普遍作为白内障术前的常规检查之一。当B超显示怀疑有黄斑病变时再进一步行频域OCT扫描,二者的诊断相符性极高。

基于风电场运营工况的风电变流器IGBT寿命预测研究

风电机组的运行工况、器件的老化程度对IGBT的使用寿命具有较大的影响,目前对IGBT进行寿命评估时,大多未考虑风电机组的运行工况与IGBT当前寿命等因素。以风电变流器中的IGBT作为研究对象,对其寿命及可靠性进行评估。根据西北某风电场SCADA系统实测数据,利用Simulink仿真软件搭建风力发电机组模型与瞬态双界面法,获取运行一定年限后的IGBT热阻抗,建立Foster热网络模型;利用Simulink和PLECS软件进行电热联合仿真,计算风电IGBT器件的热损耗,以获得结温信息;利用雨流计数法、寿命预测模型和线性累计损伤模型,得到在当前工况下西北某风电场风电IGBT的损伤度。该方案给出了基于完整运行工况的IGBT寿命评估流程,相较其他IGBT寿命评估方法,考虑因素更全面,预测结果更准确。

智能化IGBT驱动电路研究

研究并设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的智能化IGBT驱动电路。该电路由CPLD实现各种控制、保护逻辑。驱动电路的高、低电平驱动方式可通过改写CPLD中VHDL 源代码来实现。同时,该电路可以选择两路直接驱动和桥臂互补驱动两种工作模式。电路具有开通盲区设置,死区时间设置功能,短路保护运用软降栅压结合软关断技术,软降栅压时间,软关断斜率可通过外接电路自由整定。电路本身自带隔离驱动电源。试验证明该电路具有良好的驱动及保护能力。

液气循环压缩空气储能系统建模与压缩效率优化控制

微小规模的压缩空气储能是一种很有前景的电力存储方式,可用于再生能源发电、电网平衡维持和后备电源供电。这类压缩空气储能系统的主要特点是电气驱动技术,与传统压缩空气储能关注的热力学和涡轮发电技术不同。利用人工气罐存储压缩气体的小容量液气压缩空气储能系统对于将来的能量存储具有广泛的适用性。提出一种机械全桥控制的液气循环压缩空气储能方式,通过优化控制可获得更高的气体压缩释放效率。利用宏观能流表示法进行仿真建模,该建模方式利用特殊的反演控制规则,能够简化不同形式能量交互作用系统的控制。并对控制进行优化设计,采用分段压缩比压缩控制和最大效率点跟踪算法,实现更高的压缩转换效率。仿真结果表明利用该模型和控制方式对能量转换和存储的特性影响显著。

压缩空气与超级电容混合储能系统能量控制策略

结合压缩空气储能和超级电容储能两种储能方式的特点,提出了一种混合储能技术方案.压缩空气储能作为主要能量存储环节,实现大容量存储和持续的能量转化;超级电容储能作为辅助储能环节,实现功率快速响应和间断的能量补充.本文研究了混合储能系统的能量管理控制策略,提出了采用自适应功率调节和规则基础法控制来实现能量分配管理的策略,设计了15 kW混合储能系统的参数.仿真和试验验证了控制方案的可行性.

多芯并联封装IGBT缺陷与失效先导判据

器件由于内部芯片失效而产生IGBT故障,且检测保护困难,大多只能在系统外特性上加以防护,本体还是会受较大损害。高压大功率IGBT模块内部由多芯片和大量键合线构成,器件功能失效很大部分是由铝键合线脱落或者断裂引起的。提早发现或辨知此类缺陷或失效导致的电气特性变化,是构建IGBT故障的先导判据条件,有利于规避潜在故障风险,提高IGBT利用可靠性。针对英飞凌6.5kV多芯片并联封装IGBT模块的布局结构和连接特点,分析连接寄生参数差异对芯片工作状态的影响。以模块内部芯片间键合线的杂散电感和栅极电容参数为研究对象,利用最小二乘法参数辨识机制,构建一种区分模块缺陷与失效的先导判据。研究IGBT模块和元胞栅极等效电路,分析键合线故障导致的电路参数和工作特性变化,通过采样栅极电压与电流数据,利用最小二乘法参数估计得到故障类型及杂散参数数值,通过仿真与实验验证了该方法的有效性。

超级电容压缩空气混合储能应用于光伏发电系统的EMR建模与控制

超级电容和压缩空气构成的混合储能系统,具有高能量密度、大功率密度、造价低以及使用周期长的优点。混合储能应用于光伏发电系统可稳定电源和负载波动对电网的冲击,并提高光资源利用率。文中利用宏观能流表示法(energy macroscopic representation,EMR)实现超级电容和压缩空气混合储能系统建模,可以从系统功率、储能容量、能量转换效率等方面确定储能系统的顶层指标设计。利用规则基础控制实现电源和负载的能量管理,研究EMR建模和IBC控制,从能量流通回路发掘控制链,从顶层设计系统控制方案,能够从动态视角更准确了解系统的潜能,仿真实验证明该方案的正确与有效。

高速列车变流系统热设计与温升仿真研究

变流系统是决定高速动车组动力配置的重要组成部分之一,其散热能力在很大程度上影响着变流系统的容量。论文简要介绍了高速列车牵引传动系统结构及其冷却方式,运用二次线性化的方法对牵引变流器中的主逆变器功率器件损耗进行建模,并推导出了具体的计算流程。另外,利用热仿真软件FloTHERM对功率模块特定工作状态下的热分布情况进行仿真,并与计算结果及列车运行实测数据比对,证明了建模及仿真分析的可靠性,为变流器的损耗计算及散热设计提供了方法和依据。

一种基于输入串联输出并联移相全桥变换器的改进交错控制方法

地铁辅助供电系统中的DC-DC变换器输入电压和系统额定功率较高,因此不容易匹配合适的开关器件。为了减小开关器件的电压和电流应力,采用模块化的输入串联输出并联(ISOP)结构。该文对ISOP变换器的均压均流原理进行分析,推导出该变换器的数学模型并设计相应的控制器。随后对该变换器共用占空比控制模式进行分析和研究,验证了控制器设计的合理性。在PSIM仿真中,验证了电流交错控制方法具有减小输出电流纹波和在一定程度上减小滤波电容的作用。为了对系统的性能和寿命进行可靠的评估,该文提出一种改进型交错控制方法,将输出电流纹波控制在5%以内,通过Matlab进行仿真验证以确立这种方式的有效性。最后增加ISOP系统的单模块DC-DC变换器满功率40kW工况实验,验证了单个模块系统的输出稳定性和动静态性能。在此基础上搭建了ISOP系统的硬件实验平台,并进行小功率实验的调试,验证了均压均流控制方法的正确性。

应用于车载变流器的RC-IGBT工作特性

逆导型IGBT(RC-IGBT)是将IGBT功能与续流二极管功能集成在一个芯片上,实现了在相同封装体积下,可获得更大的功率密度,由于IGBT与二极管紧密的移相热耦合,在相同散热条件下,RC-IGBT允许的工作结温更高。同时,RC-IGBT的本征二极管还受到栅极电压控制,通过栅极电压控制策略,可以降低器件损耗,优化系统特性。介绍了RC-IGBT的基本工作原理和二极管退饱和控制特性,研究了RC-IGBT应用于变流器系统的损耗优化控制策略,分析了应用RC-IGBT的单相脉宽调制(PWM)整流器的工作特性与损耗特性。通过一个具体的应用工况运行仿真,分析对比了RC-IGBT和普通IGBT在PWM整流器应用中的损耗特性。结果显示,应用RC-IGBT后总体损耗有所降低,验证了RC-IGBT退饱和脉冲控制的有效性。

应用逆导型IGBT二极管退饱和控制的单相牵引变流器

与普通IGBT模块不同,逆导型IGBT(RC-IGBT)在同一个芯片上集成了二极管与IGBT,增强了相同封装面积的电流承受能力。同等电气参数和封装尺寸下,RC-IGBT芯片数量减少,模块通流能力和散热性能大大提高。对RC-IGBT的集成二极管进行退饱和控制,可以明显降低二极管的反向恢复损耗。该文在牵引变流器上施加二极管退饱和脉冲控制,以实现PWM整流输出工况下RC-IGBT总损耗降低。分析了加入退饱和脉冲控制的牵引变流器的工作原理以及损耗计算方法,并通过仿真计算证明了该方法可比普通IGBT更有效地降低损耗,即使用RC-IGBT并采用二极管退饱和控制的牵引变流器,相比普通IGBT变流器,电流耐受力更高,温升和散热特性更好。

国产高压大功率IGBT应用于机车变流器工作特性测试研究

高压大容量IGBT器件广泛应用于现代电力机车变流器系统中,其工作特性决定了电力机车的运行性能。用于牵引变流器的IGBT模块在功率密度、反并联二极管容量、封装技术和工作环境上要求更加严格。依据实际应用环境,测试并掌握IGBT器件的特性参数,选用合适的驱动保护电路,可以确保IGBT稳定可靠运行,充分发挥变流系统的控制特性。本文重点研究DM型国产大功率IGBT的工作特性,选取两种国外同规格IGBT进行对比测试分析。将国产DM型IGBT应用到HXD2F机车变流器进行了特性测试,测试结果为此款IGBT以后应用于牵引变流器的开发设计选型提供参考。

基于列车运行图的CRH3牵引变流器IGBT模块寿命预测

器件的寿命与列车的运行状况有着密切的关系,现有变流器中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的寿命预测,考虑的工况大多都是额定工况或最大负荷工况。高速列车牵引变流器工况与工业变流器工况完全不同,需要结合实际运行图来考虑。如何提取实际运行图关键数据,将变流器中IGBT的特性从整车运行中提取出来是一个关键性问题。在多运行工况下研究IGBT的寿命才能更加符合实际的寿命情况。传统的仿真系统是在逆变器侧构建牵引、制动等工况,该文设计更为简便的方法在整流器侧直接构建牵引、制动等工况的变化,将列车的多运行工况的变化反映到整流器直流侧的电流变化,进而反映到IGBT的电气特性的变化。最后,基于京津城际线路的任务剖面搭建仿真模型得到多运行工况下的IGBT结温变化,并分析IGBT的寿命。

基于量化电压并行比较的IGBT状态监测保护电路

在中高压、大容量电力电子变流系统中,大功率IGBT模块是变流器的核心器件,而驱动电路是影响IGBT模块及其组成的变流系统运行可靠性的关键因素。已有研究表明,对于IGBT模块的突发故障与老化失效,通过驱动电路进行状态监测与保护是目前能够对其实现故障诊断最快的方法。因此,该文提出一种基于量化电压并行比较的IGBT状态监测保护电路。首先,建立IGBT模块等效电路模型,分析模块内部寄生参数对饱和导通压降V_(ce(sat))、短路电流I_(sc)、开通延迟时间t_(don)及门极峰值电流I_(gpeak)等状态参数的影响,利用其在不同老化程度下的变化范围构建IGBT模块的全寿命安全工作区,为量化电压设定提供依据。其次,以V_(ce(sat))与t_(don)作为采集对象,设定特定阈值,对检测信号进行量化,根据比较电路的逻辑输出实时监测并辨别短路故障与老化程度,从而保护IGBT模块。最后,利用Pspice进行仿真分析,验证了该方法的正确性与可行性。

民族、群体中心主义与跨文化交际能力

本文概述了影响跨文化交际的主要因素,从民族/群体中心主义的定义、现象入手详细分析了它在跨文化交际中的负面影响(文化冲突、偏见、交际距离),并着重提出了克服这些负面影响、提高交际能力的对策(增加文化接触、进行文化对比和探源、在外语教学中重视文化传授及采用反映目的语文化特征的教科书)。

牵引变流系统热设计与温升仿真研究

牵引变流系统是决定机车(动车组)动力配置的重要组成部分。变流器功率密度是车载动力系统的重点追求目标值,冷却方式与散热能力在很大程度上影响着变流系统的容量配置。本文主要介绍了CRH3型高速列车牵引传动系统基本结构及冷却方式,辅以HXD2型机车辅助逆变器自然散热工作方式,运用二次线性化的方法对逆变器主功率器件损耗进行建模,依流程计算出具体损耗值。利用热仿真软件FloTHERM和ICEPAK对功率模块特定工作状态下的热分布情况进行仿真,并与试验数据比对,证明了建模及仿真分析的有效性,为变流器的损耗计算及散热设计提供了前期指导和后期验证。

压缩空气超级电容混合储能系统中储电装置容量优化设计

介绍了一种新型的混合储能系统实现电能的存储与转化。该混合储能系统以微型压缩气体储能系统实现电能量存储,配合超级电容系统实现功率等级要求。压缩气体超级电容混合储能系统结合两种储能方式在高能量密度和高功率密度上的优势,既满足系统充放电的响应速度,也满足电能量较高效率转换的要求。超级电容系统作为电能量的缓冲调节系统,它的优化设计很大程度决定整个混合储能系统的效率与成本。对超级电容系统的优化设计进行了不同方面的考虑,得出了超容系统在混合储能系统中优化设计的方案,并进行了仿真试验,验证了该方案的可行性。