基于模态分析的全并联AT网动态谐波谐振研究

为防止牵引网谐波谐振引起的系统过电压,达到及时预防和抑制的目的,针对中国高速铁路全并联自耦变压器(auto-transformer,AT)供电方式,采用模态分析方法对系统的节点导纳矩阵进行分析处理,通过解耦与特征值求取确定其谐振信息。研究机车功率变化、机车位置移动等动态条件下的牵引网谐振规律。并针对谐振频率在某一区间或范围变化,引出谐振带的概念。通过与频谱分析法对比,证明模态分析方法能有效识别系统的谐振频率,并且可用于分析由动态运行的机车产生的动态谐波谐振。

动态工况下车用燃料电池系统热力学分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是通过电化学将反应将氢气中的化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有启动快、无污染、效率高、可靠性高等特点,正逐步应用于新能源汽车。本文提出了一种车用燃料电池动力系统热力学模型,系统主要由PEMFC电堆、空气压缩机、氢气循环泵、冷却水泵及加湿器模型组成。研究了动态工况下附属设备能耗对燃料电池动力系统效率的影响,分析了工作温度、阴阳极进气湿度等运行参数与系统电功率、电效率及热效率的映射关系,得到了动力系统在180~300 A阶跃电流下的附属设备能耗及系统输出净功率、电效率、热效率。结果表明,在30 kW车用PEMFC系统中,系统输出净功率达22.5 kW,加湿器、冷却泵、空压机、氢气循环泵的能量损耗分别达1.78 kW、2.18 kW、3.1 kW、2.15 kW。系统最大电效率及热效率分别达41%、52.1%。