高压大容量储能功率转换系统的拓扑结构比较

高压大容量储能功率转换系统的主电路是储能电池进行充放电控制的基础,选择合理的功率转换系统主电路拓扑结构直接关系到高压大容量储能系统实际应用的可行性。分析变压器升压型变流器并联结构、H桥链式多电平变流器、全(半)桥模块化多电平变流器的单级式与双级式主电路拓扑结构,对比上述拓扑结构的材料成本、工作可靠性、材料功率损耗和输出电能质量。基于数学模型与仿真分析综合比较单位容量投资成本、工作可靠性、系统损耗和输出电能质量,结果显示H桥链式多电平变流器和半桥模块化多电平变流器更适合构建10 kV兆瓦级高压大容量储能功率转换系统。

混合式潮流控制器关键参数设计与控制策略研究

随着分布式光伏等新能源接入电网的规模快速增长,给新能源电力汇聚、疏散、消纳和电网潮流优化控制带来严峻挑战。基于电力电子技术的柔性交流输电系统装置可有效提升输电网络的传输容量,由大容量Sen变压器(sen transformer,ST)和小容量统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)组成的混合式潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HPFC)在实现潮流连续调节的基础上,能够有效提升装置的经济性,具有很好的应用前景。为了确保HPFC调节潮流的准确性和可靠性,给出了HPFC容量分配的一般性方法及其主电路参数确定方法;为解决ST机械有载分接开关和UPFC电力电子开关二者响应速度的协调问题,提出了一种基于预测电流控制的潮流控制策略,并在Simulink中搭建220 kV双回线路及三机九节点系统进行仿真。仿真结果验证了HPFC容量分配方法正确有效,且预测电流控制策略能够合理计算抽头位置,减缓过渡电流对HPFC控制系统的冲击,使系统功率快速调节至目标值。

动力集中动车组电气系统关键技术分析与验证

文章介绍了国外动力集中动车组的研究进展和典型应用,对各种车型的系统配置进行初步对比分析,结合中国动力集中动车组的研发技术水平和应用现状,提出了研制动力集中动车组技术的总体目标、技术特点、技术难点、技术方案,重点围绕动力集中动车组在牵引系统、DC 600 V列车供电和网络控制系统等设计项点,开展关键技术分析与研制。地面试验和现场运营情况表明,该电气系统性能表现良好,能够满足动力集中动车组电气系统各项指标要求,其成功研制为完善国内“复兴号”动车组谱系和高铁“走出去”提供坚实的装备支撑。

一种开关磁阻风力发电机新型功率变换系统及其最大功率点跟踪控制

本文提出一种含可变励磁电压且所用开关管数量最少的新型开关磁阻发电机(SRG)功率变换器,包括主电路与励磁电路,主电路所需主开关管数量等于SRG相绕组数,励磁电路仅需一只主开关管。励磁电压与发电电压解耦并可独立控制,励磁电路无隔离环节并与主电路共地。在分析该新型功率变换器工作原理的基础上,针对变速风力发电应用工况,提出基于该新型功率变换器的SRG最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,给出励磁电压扰动控制策略。通过对一台750W的SRG样机系统进行仿真和实验,并与基于共上管功率变换器的SRG风电MPPT进行比较,结果表明本文所述新型SRG功率变换器的输出功率增加1.5%,验证了该新型功率变换器及其控制策略的有效性。

一起35 kV跨线故障主变保护先于线路保护动作分析

阐述110 kV巴克什营变电站1号主变后备保护先于巴克线313线路保护动作的故障概况,分析1号主变动作情况和巴克线313保护动作情况。将巴涝线314保护启动信息加入到整个故障分析中。由于线路保护对时不准,利用三相电流突变和零序电压的故障特征,将故障录波波形和线路保护内部波形统一,将整个故障情况进行还原,得出1号主变和巴克线313保护均正确动作。

并联型有源滤波器主电路关键参数设计

基于瞬时功率理论和空间矢量脉宽调制策略,提出一种并联型有源滤波器主电路关键参数设计方法。运用瞬时功率理论分析有源滤波器在改善电网电能质量过程中的能量流动情况,在此基础上给出直流支撑电容的容量选取原则。分析交流侧接口电感对有源滤波器补偿能力和电流纹波的影响,给出交流电感的选取原则。根据有源滤波器对输出电压矢量的要求,提出了应用空间矢量脉宽调制技术时直流电压的选取原则。最后结合具体算例,对本文提出的设计方法进行仿真实验验证。

直流侧APF主电路参数与补偿性能的关系

直流侧有源电力滤波器并联在整流桥的直流侧,对整流类负载进行谐波治理有很大的技术优势。主电路参数不仅决定系统能否正常工作,而且影响系统的补偿性能,还影响整个系统的成本。文中讨论了直流侧有源电力滤波器主电路的主要参数(电感L、直流侧储能电容C)以及电容电压Uc及其波动范围与补偿性能之间的关系,并给出了参数选取标准。为直流侧有源电力滤波器主电路的设计提供了理论依据。用文中提出的参数设计标准,设计并调试了一台试验样机,试验结果证明了文中理论分析的正确性。

IGBT全桥式CO_2逆变焊接电源主电路的设计

通过对一台350A全桥式IGBT逆变CO2焊接电源主电路的设计,详细介绍了逆变焊接电源主电路的设计及其计算方法。

现代数字化弧焊电源的发展

介绍了模拟焊机的结构和缺点,阐述了数字焊接的核心部分——电源,数字化弧焊电源具有传统模拟电源无法企及的优势,以及数字化弧焊电源的工作原理与主要特点。以逆变弧焊电源为主,分别从主电路控制、外特性控制、接口控制和智能控制四个方面的关键性技术进行探讨,并就目前数字化弧焊电源技术存在的问题作了简要介绍。评述了数字化弧焊电源的研究现状并初步预测了其发展前景。

DSP控制的IGBT逆变式GMAW焊接电源主电路设计

针对GMAW对焊接电源的要求,设计了一台DSP控制的500A全桥式IGBT逆变GMAW焊接电源。详细介绍了主电路的设计,包括输入整流电路、逆变功率开关IGBT的选型、中频变压器的设计、输出整流电路、电抗器,以及功率开关IGBT的保护电路等的设计。通过系统调试,所设计的主电路满足GMAW要求。

基于直接功率控制的三电平PWM整流器设计

针对直接功率控制的三电平电压型脉宽调制(PWM)整流器的性能要求,提出一种基于直接功率控制的整流器控制系统和主电路参数的简化设计方法。根据整流器动、静态性能指标提出直流母线电压、进线电感、直流侧电容的约束条件,以满足约束条件为前提设计三电平PWM整流器主电路电感和电容参数。通过仿真比较研究基于滞环比较器和基于功率内环、电压外环的双闭环比例积分(PI)控制器两种直接功率控制策略的动、静态特性。依据仿真结果研制基于功率内环和电压外环双闭环控制策略的三电平PWM整流器实验平台,实验结果表明,该系统具有良好的动、静态特性。

多电平功率变换器主电路拓扑结构综述

主电路拓扑结构是多电平功率变换器研究的关键内容之一。中高压功率变换器高电压、大容量的特点,客观上决定了其主电路由较多的主开关器件组成,主电路构成元件的增加决定了其拓扑结构的丰富多样。本文对近年来多电平变换器的主电路拓扑结构的发展进行了较为详细的综述研究,对其发展趋势进行展望,认为除了采用传统的依靠灵感和经验来发展新拓扑外,更重要的是寻找一种严密、科学、系统的拓扑发展方法,从而找到多电平功率变换器的拓扑结构的完善集,并根据实际应用研究具体拓扑的最优化方案,以实现高性能、高可靠、低成本的功率变换系统。

基于RSD的脉冲放电系统主回路仿真与试验

研究了基于RSD开关的脉冲放电主回路,应用ATPDraw软件仿真了不同主电容、主电压、负载电阻条件下的输出电流波形,并在测试平台上进行了相应的开通试验。试验研究了不同叠片片数和不同主电压下磁开关的输出电压波形,为其配合RSD使用、保证合适延迟时间提供了依据。进行了直径40mm的RSD管芯极限通流试验,200μs脉宽下获得峰值电流42kA,与经验公式吻合。计算和试验结果都反映了RSD开通电压随峰值电流增大而增大的趋势。

独立光伏发电系统参数设定的研究

独立光伏发电系统主电路器件晶体管和电容、电感参数值会对系统的稳定性造成一定的影响。采用多种算法匹配其参数值,并利用PSIM仿真软件,建立光伏电池、铅酸蓄电池和电动车模型。对系统中降压和升压DC/DC电路分别进行仿真,通过分析时域波形图,验证了方案的可行性和多种算法的正确性。阐述了主电路器件对系统稳定性的影响,为独立光伏发电系统主电路器件的设定提供理论依据。

机车蓄电池组充电器电路结构的研究

本文分析了机车的辅助供电情况,介绍了目前机车蓄电池组的充电方式,深入研究了目前车载蓄电池组充电器的几种电路结构,并通过对其工作原理和性能的对比分析,指出了这几种方案各自的优缺点。采用新型升降压斩波电路的机车蓄电池组充电器,可以灵活控制机车蓄电池组的充电过程,通过对输出值进行闭环反馈控制,可以达到很高的控制精度,最终实现对蓄电池组的高效充电。

弧焊逆变电源的研究现状与展望

随着电力电子技术、逆变技术和计算机控制技术在焊接领域的应用,为焊接设备的发展带来了革命性的变化,同时弧焊逆变电源迅速发展,其先进的技术成果已经逐步走向市场。在此从弧焊逆变电源种类、原理、电力电子功率器件、控制方法等几个方面阐述了其研究现状,并指出弧焊逆变电源将朝着大容量、轻量化、高效率、模块化、智能化方向发展。

IPM在无刷直流电动机控制器中的应用

为缩短主功率电路的设计周期,提高可靠性,提出了一种基于IPM的270 V、10 kW无刷直流电动机控制器设计方法,并采用新型PWM-轮斩,从而简化了主功率电路及驱动设计过程,很大程度上减弱主功率电路分布参数对其安全运行的威胁,并且轮斩使得功率驱动可靠复位,功率器件发热均匀,母线电压无泵升。通过负载试验和波形测试,验证了设计的可行性。

逆变弧焊电源主电路器件及整机可靠性

本文主要论述逆变弧焊电源主电路各部分器件的选取及其对整机可靠性的影响，同时介绍了国外名牌逆变弧焊电源主电路所采用的关键器件及目前可使用的先进而实用的器件。

换流母线分段运行对±1100kV特高压直流输电工程的影响

依托准东外送特高压直流工程的送端系统,针对换流母线分段断开与分段串联电抗器等抑制短路电流的措施开展研究。首先从系统阻抗角度分析了分段措施减小短路电流的原理;然后基于系统稳态潮流校核了分段前后换流母线短路电流的降低水平,分析了分段位置、串联电抗器阻抗值对抑制效果的影响;最后考虑直流系统运行特性,基于电网等值与交直流电磁暂态仿真建模,全面分析了分段措施对直流主回路设计、无功分组容量以及交流暂态过电压(ACTOV)的影响。研究结果表明分段措施对于限制短路电流效果显著(分段断开措施下三相短路电流降至26 k A),但同时也会引起无功分组投切电压波动的增大(小组波动>1%)以及交流母线避雷器应力的提升(分段串抗措施下避雷器能量升至6.16 MJ),故需要结合工程实际情况以确定是否采用。

高压大功率三电平逆变器主电路改进与脉宽调制安全稳定关键技术

高压大功率三电平逆变器在主电路结构、脉宽控制以及安全运行机制方面存在一些新问题需要解决,唯有在多学科(电力电子技术、智能技术)交叉中,对主电路、脉宽控制理论进行完善和创新,才能推动该项技术更好的向前发展。本文结合已有的成果,以设计新型三电平拓扑电路为重点,以提高三电平脉宽调制安全稳定性能为核心,对其中的关键技术问题展开研究,揭示问题产生机理,并提供解决办法,为最大限度提高三电平逆变器输出容量、控制性能以及系统安全稳定性奠定理论与应用基础。