可再生能源电解制氢宽范围运行控制策略

首先分析碱液电解制氢低载低效率的机理,发现通过重塑激励电场可有效提升系统低载效率。基于此,提出多模态自寻优(MMSO)电解制氢变流技术及其对应的变流器原理样机,并将所提控制策略应用于光伏直驱的2 Nm^(3)/h碱液电解槽(约10 kW)。发现相比于传统直流供电策略,所提策略具有以下优势:1)低载工况下,MMSO电解制氢变流控制策略最大效率提升超过两倍;2)效率≥50%约束下,系统运行范围从30%~100%扩大至10%~100%;3)碱液电解槽可全范围跟踪可再生能源出力。

低辛烷值高挥发性燃料直喷压燃宽运行范围的燃烧模式

在一台单缸柴油机上采用低辛烷值高挥发性汽/柴油混合燃料,在不同转速和负荷条件下对比了部分预混压燃(PPCI)和多段预混压燃(MPCI)等多种压燃模式的燃烧和排放特性,并在宽运行范围与原机柴油试验结果进行对比,以确定宽运行范围的最优燃烧控制策略.结果表明:试验用低辛烷值燃料能够在宽运行范围实现压燃模式的稳定运行;为使燃烧排放结果最优,低负荷区间应采用单次喷射PPCI模式,中、低转速(中、高负荷)采用MPCI模式,高转速(中、高负荷)采用多次喷射PPCI模式;宽运行范围内低辛烷值燃料可以实现NOx排放低于0.4,g/(k W·h)、碳烟排放低于0.5,FSN及最高压力升高率低于1,MPa/(°)CA;与原机柴油燃烧结果相比,低辛烷值燃料可以同时降低NOx和碳烟排放以及燃油消耗率,但CO和HC排放增加,循环波动系数也略有增加.

多能互补中水电机组的宽范围稳定运行研究

随着“3060”双碳目标的提出,我国计划构建以新能源为主体的新型电力系统,电网中风光等间歇性能源比重不断上升,对电网多能互补下的负荷快速调节提出了更高要求,电网对水电站的调度需求逐渐由供能需求向调能方式转变,在此背景下一些水电站的主要功能是对间歇性能源供给进行补偿,促进电网对新能源的消纳。在调能方式中要求水电机组充分发挥启动迅速、调节灵活的特点,研究水电机组的宽负荷范围稳定运行成为当下电网的迫切需求。本文通过机组宽负荷稳定运行范围的确定、水轮机的厚重设计、机组的快速响应、机组补气设计等角度,初步剖析影响机组宽范围稳定运行的主要因素,希望能够引起行业的一些参考。

具有宽运行范围和低EMI特性的非隔离三端口变换器

论文以Cuk变换器为基础拓扑,提出了一种非隔离三端口变换器。该变换器三个端口分别为光伏输入端、储能蓄电池端和负载输出端,端口间的能量可以相互流动。论文详细分析了变换器在稳态时的工作原理,得出了变换器稳态时三个端口电压之间的关系,并给出了变换器电路关键参数的选型原则。最后通过仿真验证了所提变换器理论分析的正确性,光伏输入端口和负载输出端口电流均连续的优点,以及三个端口电压关系灵活、电压变化范围宽的特点。

宽转速范围永磁同步发电机系统稳压控制及参数优化

永磁同步发电机(PMSG)系统一般由PMSG和变流器构成。针对直流负载,该文研究了具有宽转速范围(nmin:nmax=1:10)的永磁同步发电机的PWM整流控制方法。通过建立PMSG的小信号分析模型和脉冲宽度调制(PWM)整流器的传递函数,分析了控制参数对系统性能的影响,获得了PMSG系统控制参数的优化方法。通过仿真和实验验证了系统模型与分析方法的正确性,研究结果表明,采用优化得到的控制参数,在200~2 000r/min宽转速范围内,PMSG系统具有良好的电压跟随性能和抗负载扰动性能,实现了高性能稳压输出。

双有源桥DC-DC变换器三移相调制及其死区效应分析和补偿

针对双有源桥(DAB)变换器宽电压范围应用,该文研究一种全工况连续、表达形式统一、计算量小的三移相(TPS)调制策略,并分析其功率传输特性及软开关性能。结合工程应用中的非理想因素,对TPS调制不同开关模式下的死区效应及其边界进行研究,给出DAB宽电压范围运行时避免电压跌落和极性反转的约束条件。针对死区引入的移相比损失、软开关范围减小等问题,提出一种基于开关脉冲调整的死区补偿策略以补偿移相比损失,重新获取全工况软开关范围,降低死区引入的附加电流应力及损耗、提升效率。最后通过仿真和实验验证所提策略的有效性。

Boost+Buck+LLC+三电平的双向级联变换器研究

为满足充电桩直流侧高压宽运行范围、电网侧兼容单相/三相制式的需求,设计了一种Boost+Buck+LLC+三电平的双向级联变换器。对该级联变换器的工作原理进行了分析,最后以1台30 kW样机进行实验,结果验证了该级联变换器的设计正确性。

基于非线性磁链动态模型的无速度传感器矢量控制系统

在实际工况下,异步电机参数变动会导致基于转子磁场定向的矢量控制系统定向出现偏差。针对此问题提出了一种非线性磁链动态模型的数学模型。该模型在高速运行时采用电压模型进行磁链估计,低速时采用电流模型补偿,在不同范围内各自的比例不同。结合异步电机数学模型,推导了闭环观测器的非线性磁链动态模型,在对其做近似线性化处理后建立了在不同速度范围内的切换机制,利用稳定性理论分析了误差相关因素,并对电机参数进行敏感性分析和补偿。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。