基于电压极差特征的储能电池组早期健康状态检测

为了更加高效地评估储能电池组的健康状态(SOH),提出一种基于电压极差特征的早期健康状态检测方法。首先基于大容量磷酸铁锂储能电池组开展循环老化试验,测量每次循环的电压极差信号,并从中提取关键时间点的电压特征;其次,基于皮尔逊(Pearson)相关系数及灰色关联度分析法(GRA)筛选与电池组老化高度相关的健康因子。最后,通过麻雀搜索算法(SSA)优化双向长短时记忆网络(BiLSTM)的超参数,搭建SSA-BiLSTM健康状态估计模型,实现储能电池组SOH评估;并结合常规机器学习算法验证了健康因子的有效性和估计模型的优越性。结果表明,所提取充放电静置30 min的电压极差特征能够有效反映电池组容量衰退趋势,多种模型验证下SOH估计误差均低于±0.8%。其中,本文所提出的SSA-BiLSTM模型均方根误差(RMSE)低至0.07%。因此该方法能够有效地对大容量储能电池组的SOH实现在线监测。

异时接入逆变器功率均衡和电压无静差下垂控制

为实现无通信条件下逆变器输出功率均衡且电压(频率、幅值)无静差,研究了微电网孤岛状态下异时接入逆变器的下垂控制。首先阐述异时接入逆变器基于目前下垂控制方案所存在的问题,即无法兼顾输出功率均衡和电压无静差;再分析得出为确保各逆变器输出功率均衡下垂控制的一般规则;然后,基于该规则提出一种改进的下垂控制方案,该方案通过一种特定的空载电压频率和幅值修正方式实现各逆变器输出功率均衡和电压无静差,且无需通信;最后通过仿真测试验证了所得结论,表明所提出的改进下垂控制方案达到了预期效果,解决了逆变器异时接入情况下存在的控制问题。

故障分量虚拟电压差夹角余弦母线保护方法

针对母线比率差动保护在区内故障有汲出电流情况下,由于元件灵敏度下降导致保护整组动作速度减慢或拒动问题,采用故障分量虚拟电压差夹角余弦的母线保护新方法。该方法通过平移故障分量电压信号的位置,计算平移得到的两个故障分量虚拟电压差的夹角余弦来判别区内和区外故障。在区内故障时,故障分量虚拟电压差方向相反,夹角余弦值为负值;在区外故障时,故障分量虚拟电压差方向相同,夹角余弦值为正值。最后通过理论分析和PSCAD(power systems computer aided design)搭建拉西瓦水电站模型验证了新方法在母线内部故障有汲出电流时,其动作裕度至少为比率差动保护的5.97倍;通过平行四边形定则分析并仿真验证了新方法不受母线区内故障高阻抗接地影响;且方法具有较强的抗电流互感器饱和能力。

基于神经网络的动力电池单体电压差预测方法

针对动力电池单体电压差预测问题,基于神经网络算法建立单体电压差预测模型。将总里程、电池包电流、电池包电压、电池温度、SOC作为模型的输入,将单体电压差作为模型的输出,将电动汽车长里程道路试验采集的数据划分为训练集和测试集,用于模型的训练和测试。结果表明,用所提方法进行单体电压差预测时可使均方差仅为0.004%,可行性被验证。最后,用所提方法得到长里程下单体电压差的预测值,为动力电池单体电压差的定量预测提供了一种新的方法。

基于线电压差积分的无刷直流电机无位置传感器控制方法

针对无刷直流电机换相误差在转速变化时难以准确测量的问题,分析了电机线电压差积分和电机转角之间的关系,证明了电机准确换相点处的线电压差积分值在不同工况下均为定值,基于此提出了无刷直流电机无位置传感器精确换相控制方法。此外,为减小滤波后的波形畸变,保证积分值的准确性,设计了具有群时延特性的有限冲击响应(FIR)数字滤波器。仿真和实验结果表明,线电压差积分大小能准确反映电机的换相误差情况,所提方法使电机在转速变换时也具有良好的换相精度。

感应电机电源切换中残压和电压差的研究及最优切换策略

为了在不同备用电源下均能够尽可能地抑制感应电机电源切换中的冲击问题,有必要寻求最优电源切换方式,并在考虑开关动作时间下确定最有利切换时刻,为此,需要对断电后定子残压及其与不同备用电源间的电压差和相角差进行更加准确的定量研究。本文首先根据感应电机断电后的定子电流实测波形,发现电机断电后依次进入两个阶段——定子两相不对称瞬态和转子自由运动阶段,这种考虑必然提高定子残压的准确定量计算;然后,基于感应电机对称、不对称空间矢量模型,对断电过程两个阶段分别进行深入的解析推导,求得定子残压解析表达式;最后,重点研究定子残压及其与不同备用电源间的电压差和相角差特性,据此确定最优电源切换策略和最有利切换时刻,并通过感应电机电源切换实测结果验证了所得结论的正确性和可行性。

开绕组电机驱动用双三电平逆变器的共模电压差抑制

开绕组电机驱动用双三电平逆变器拓扑在中压大功率变频驱动领域具有较好的优势。针对共直流源的开绕组拓扑共模电压差抑制的问题,提出了一种基于零序注入的SPWM调制策略,将两组逆变器的调制矢量互差120°后分别注入幅值相同的三次零序电压,保证系统任意时刻的低频和高频共模电压差均为零。在此基础上为了解决中点电压脉动问题,需要进一步的零序电压注入,同时不影响系统共模电压差抑制。文中通过仿真和实验证明了该调制策略的可行性和有效性。

一种基于线电压差积分的无位置传感器无刷直流电机换相误差检测和校正方法

针对无位置传感器无刷直流电机运行时存在换相误差的问题,分析了换相误差角度和线电压差积分值的数学关系,考虑了续流过程对线电压差积分值的影响,在此基础上提出一种基于线电压差积分的无位置传感器无刷直流电机换相误差校正方法。与传统换相补偿方法相比,该方法不需要重新构造电机的虚拟中性点,积分边界容易确定,补偿算法简单。实验结果表明了理论的正确性及所提出的补偿方法的有效性。

PWM逆变器输出端共模与差模电压dv/dt滤波器设计

PWM逆变器直接驱动电机时会产生较高dv/dt的共模电压,并由此产生轴承电流和共模漏电流以及严重的电磁干扰(EMI)。特别是当逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆中分布参数的影响,会在电机端产生电压反射现象,从而在电机端会产生2倍以上的过电压,导致线圈绝缘失败。本文通过对PWM逆变器驱动电机系统产生的共模以及差模电压分析,提出了一种改进型的逆变器端无源滤波器,并给出了参数的设计方法。与传统的滤波器相比,该滤波器可对共模及差模电压dv/dt同时起到抑制作用,从而减小了由此产生的负面效应。实验结果验证了该滤波器的有效性。

一种基于线电压差的无位置传感器无刷直流电动机起动新方法

针对无位置传感器无刷直流电动机反电势过零法存在起动难的问题,提出一种简单的起动方法,即通过测量线电压差的过零点来检测起动期间转子的位置,并以此过零点作为起动加速期间的换向时刻,产生的正转矩使电机自动不断加速到10%的额定速度,实现了加速时的闭环控制。试验结果表明,该方法能确保无刷直流电机空载和带载的无失步可靠起动。

一种高精度低压差电压调整器

介绍了一种高精度低压差电压调整器（LDO）的电路设计。该电路采用2μm CBIP工艺技术制作，具有输出精度高（±0．8%）、输入输出压差低（0．20V，100mA）、温度系数低（-55～125℃，变化10mV）、输出仅接一个0．47μF瓷介电容，即可实现稳定工作等特点，简化了外围设计。

一种抑制共模电压的方法及差模滤波器设计

PWM逆变器在直接驱动电机时会产生较高的共模电压,并且逆变器的输出电压中含有大量的差模电压谐波分量。这对于电机系统来说是负面效应。首先介绍了一种新的脉宽调制方法(NSPWM),该方法可以抑制共模电压。其次,在逆变器的输出端提出一种LC滤波器的拓扑结构。该方法可以有效地滤除相电压的高次谐波,从而消除了差模电压的谐波分量,并且在很大程度上抑制了共模电压。

一种宽电压差电平转换接口电路设计

介绍了一种宽电压差电平转换接口电路的设计,充分利用通用的74HC系列芯片实现不同供电系统之间的高速、并行数据转换。本设计具有通用性强、设计简便、使用灵活、成本低、易操作、易于采购的特点。

低压差线性电压调整器噪声电压测试方法

低压差线性电压调整器在便携应用中除需要实现电压转换功能外,还必须满足专用电路的噪声要求。噪声电压作为低压差线性电压调整器的关键指标之一,它限制电路能够处理的最小信号电平。为适应新型低压差线性电压调整器的低噪声测量需求,该文提出采用电池供电与实时信号分析仪相结合的噪声电压测试方法,该方法通过降低低压差线性电压调整器输入噪声对输出噪声的影响,具有测量精度较高、测试灵活、平台搭建简单等特点。文中对比分析采用直流电源供电与采用电池供电的噪声电压测试方法,实验结果表明:采用电池供电的噪声电压测试方法可以满足10μV量级的噪声电压测试需求,达到对低压差线性电压调整器噪声电压进行准确考核的目的。

基于线电压差的无刷直流电动机反电势检测方法

针对无刷直流电动机传统反电势检测存在受PWM调制策略、开关管和二极管导通压降影响的问题,提出一种通过检测无刷直流电动机线电压差的过零点来检测反电动势过零点的通用方法。理论分析和实验结果证明,提出的方法是正确有效的。

风电变流器系统中共模与差模电压的抑制研究

这里通过分析风电变流器中共模和差模电压的产生机理,设计了一种机、网侧均采用LRC结构的低通滤波器拓扑结构,同时机侧配备共模电感器。利用共模电流在共模电感器内产生同向磁场从而增大线圈阻尼特性,有效衰减了系统对地的杂散电流。在全功率风电变流器机组中的实验结果表明:这里提出的无源滤波器结构,在兼顾成本、体积的条件下,有效抑制了风电变流器的共模与差模电压。

基于特征值灵敏度的共模-差模电压控制SIDO Buck变换器稳定性分析

针对单电感双输出(SIDO)Buck变换器控制参数设计困难的问题,对共模-差模电压控制SIDO Buck变换器的稳定性进行深入分析。建立了变换器的状态空间平均模型,结合雅克比矩阵和劳斯-赫尔维茨判据得到了共模-差模电压控制器控制参数的稳定范围。指出支路a比例系数(k_(pa_))具有稳定下界,积分系数(k_(ia))具有稳定上界和下界;同时支路b比例系数(k_(pb))和积分系数(k_(ib))均具有稳定的上界和下界。通过对控制器参数的特征值灵敏度进行研究,发现增大k_(pa)、减小k_(ia)、减小k_(pb)以及减小k_(ib)有利于提高系统的稳定性。实验结果验证了理论分析的正确性。

基于电压相量差的发电机GCB失灵保护新原理

大型发电厂普遍安装发电机出口断路器(GCB),当发电机出现内部故障或异常工况时,依照相关规定对应的保护需通过GCB切除发电机,并同时启动GCB失灵保护。由于此时发电机电气量的特殊性及切机方式的多样性,目前工程中采用基于电流判据(相电流、负序电流判据)的GCB失灵保护无法有效检测部分GCB失灵故障。为提高GCB失灵保护动作性能,通过对称分量法构建故障复合序网分析不同GCB失灵故障情况下的电气量特征,在计及发电机灭磁过程的前提下,得出正确动作相GCB两侧基波电压相量差较大,拒动相GCB两侧基波电压相量差为0的结论。基于GCB两侧基波电压相量差的差异,构造基于基波电压相量差的GCB失灵保护判据。为提高轻载情况下GCB失灵保护的可靠性,引入3次谐波电压相量差辅助判据。仿真结果表明,所提保护新原理在不同GCB失灵故障情况下均具有较高灵敏度。

电压差特征引起电压暂降的故障类型识别

短路故障是引起电压暂降的主要原因之一,快速准确地判断故障类型有利于实施有效的按相电压暂降补偿措施.以△/Y接线变压器方式的中性点直接接地系统为例,提出一种利用相电压差特征引起电压暂降故障类型识别方案.利用相电压差特征对导致电压暂降的故障类型进行区分并确认故障相,为实施按相电压暂降补偿提供依据。仿真分析结果证明了该方案的正确性和有效性.