基于模块化级联拓扑的高压直流直挂储能装置

为了提升柔性直流输电的有功功率调节能力及惯量支持能力,研究了基于模块化级联拓扑的高压直流直挂储能技术,探索了高压直流直挂储能的工程化实施方案、控制系统架构及控制策略,提出了基于子模块电池荷电状态排序的改进型最近电平逼近调制策略,用于解决电池荷电状态及子模块开关频率整体均衡的问题。给出了高压直流直挂储能关键参数的计算方法。研制了基于磷酸铁锂电池的高压直流直挂储能模块及控制系统样机,搭建了含高压直流直挂储能的柔性直流输电系统的电磁暂态仿真模型和基于串联变流器的试验平台,通过系统仿真及样机试验验证所提高压直流直挂储能方案的可行性。

一种模块化级联H桥构造的三相—单相同相牵引供电系统

为解决高速、重载电气化铁路负序、谐波和无功等电能质量问题,依据三相对称补偿理论,并结合H桥构造,提出了基于模块化级联H桥的三相—单相同相牵引供电系统。分析了系统补偿特性及工作原理,研究了直挂型"!"联结的有源补偿装置(MMCHC)拓扑结构,推导了子模块参数确定方法,并给出了系统控制策略。通过直挂补偿装置将三相牵引变压器转换为单相供电,节省了匹配变压器的容量为补偿容量的2倍。仿真表明,补偿装置在牵引和再生制动工况下均具备良好的补偿特性和动态性能,消除了牵引负荷引起的负序、谐波和无功分量,且子模块电容电压稳定在2%以内。

一种新型模块化级联电机系统

提出了一种新型的模块化级联电机(MCM)系统,将一个电机单元作为一个模块,多个电机模块像电池一样级联式工作,只改变电机数目便可满足不同功率的需求,提高了系统整体效率,增强了容错能力,降低了成本。MCM系统可采用两种匹配方式:单模方式和多模方式。首先,以其在汽车上的应用为背景,研究了两种匹配方式的匹配方法,并提出了设计指标。其次,研究了MCM系统模块电机的设计方法和控制方法,提出最优效率控制策略和容错控制策略。最后,采用有限元法对所设计的样机进行了仿真和效率计算,分别给出了采用最优效率控制策略和转矩补救控制策略的仿真结果。结果表明,新型MCM系统能增加系统高效区范围,提高容错能力,降低研发成本、易于更换。

适用于模块化级联光伏发电直流并网系统的均压策略

光伏发电升压汇集接入直流电网是光伏发电发展的一个重要方向,提出了一种适用于模块化级联的光伏发电直流并网系统结构及其各模块电容电压均衡控制策略,并重点分析了该策略中输入功率比重前馈机制的原理。随后,在PLECS环境中搭建了7个模块级联的仿真模型,仿真结果验证了该控制策略的有效性和可行性。最后,通过一个含有3个模块的硬件平台对其进行了实验验证,实验结果表明了所提出的控制策略具有控制简单、易于实现、可靠性高、无需额外传感器等优点。

基于公共低压直流母线AC-AC隔离型模块化多电平级联变换器

文中提出一种新型单级式隔离型模块化多电平级联变换器(isolated modular multilevel cascade converter,I-MMCC),其具有中压三相交流(medium voltage three-phase AC,MVAC_((T-P)))、中压单相交流(medium voltage single phase AC,MVAC_((S-P)))和低压直流(low voltage DC,LVDC)3种电压端口。该变换器可实现从LVDC到MVAC的单级式功率变换,MVAC_((T-P))与MVAC_((S-P))电压端口能够实现同频或变频的AC-AC功率自由变换,其单极性调制策略可避免隔离型AC-AC矩阵变换器双向开关管换流暂态过程中出现的电压尖峰等问题。首先,介绍I-MMCC子模块拓扑结构与调制策略,并建立子模块及单相I-MMCC平均等效数学模型;其次,分析MVAC_((T-P))与MVAC_((S-P))端口变频–变压工作原理、稳态功率与端口特性,对单相交流端口基于正交虚拟电路概念,建立控制模型,并推导出MVAC_((S-P))、MVAC_((T-P))端口功率约束关系。最后,通过搭建一套实验样机验证所提出拓扑结构的有效性和优越性。

基于模块化H桥和Vv接线变压器的高速铁路同相牵引供电系统

为解决高速电气化铁路负序和更高次谐波等电能质量问题,提出基于模块化级联H桥与V/V接线变压器相结合的有源补偿同相牵引供电系统。设计了基于模块化级联H桥的"Γ"型直挂型有源补偿装置(MMCHC)拓扑结构,分析补偿特性及工作原理,并给出子模块参数确定方法。与传统同相牵引供电系统相比,本方案有效解决电压等级和功率要求,节省了匹配变压器,并具备更好的过载能力。通过稳态和动态仿真分析验证了本文所提方案的有效性与正确性。

基于级联多模块的永磁同步电机驱动系统传导EMI建模与预测

随着半导体器件开关频率的不断提高,采用脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术的电机驱动系统面临着严重的传导电磁干扰问题。在实际应用中,诸如滤波器、电缆、电机及驱动器单元通常处于级联状态,同时系统级的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)预测无需获得系统内部每个支路/节点的EMI信息。针对上述特点,文中提出一种基于级联T参数的模块化EMI建模方法。所提方法采用基于替换定理的干扰源建模技术以考虑交流电机驱动系统中的PWM开关动作行为。同时,该方法将系统中的各个阻抗单元视为一个二端口网络“黑盒”,并采用T参数进行描述以避免Z参数不能直接应用于级联单元运算的问题。此外,对EMI标准未限制的级联器件单元进行模块化划分,并采用T矩阵运算对其进行简化,该简化过程不存在理论近似。理论分析表明,因EMI优化而增加或改变滤波器等级联模块时,基于级联T矩阵的EMI预测方法只需对涉及的级联单元重新进行划分和阻抗计算即可。最后,以一台永磁电机驱动系统为例进行分析及验证,实验对比结果表明,所提模型具有模块化、复杂度低的特点。

法国德地氏商用燃气铸铁锅炉节能解决方案在小区供暖项目中的应用

在采用高效低温铸铁锅炉项目中，通过烟气冷凝器及烟气余热热泵技术。提高了锅炉整体能效10％以上；通过采用级联智能群控与气候补偿控制技术，优化了系统供回水温度及实现系统热输出与用户用热负荷的精准匹配；远程控制系统通过温度采集和系统云控制的应用，保障了供暖质量，在提高客户满意度的同时，还刚氐了运营成本，为小区集中供暖模式的发展提供了新的思路和模式。