基于超级电容-蓄电池混合储能的小型直驱风机综合控制策略及运行特性研究

针对小型分布式直驱风力发电机对运行工况快速变化的敏感性问题以及功率波动问题,利用超级电容-蓄电池混合储能系统的互补特性,提出了一种以直流母线为控制对象、以直流电压恒定为控制目的混合储能系统的控制策略,来抑制风速变化对风机运行稳定性的影响,提高机组运行效率。小型直驱风机、超级电容-蓄电池混合储能系统及逆变器的数学模型进行了详细研究分析,在此综合控制策略的基础上,搭建了带超级电容-蓄电池混合储能装置的小型分布式直驱风力发电系统并网模型,并对其并网运行特性进行了仿真分析,验证了该控制策略的有效性。该策略可以有效抑制风机输出功率的波动性,提高了其运行稳定性。

一种双电船舶混合发电单元的有限时间控制器设计

超级电容/锂动力双电船舶中存在着众多级联的电力电子装置和闭环控制的负载变换器,它们都可被视为恒功率负载,其负阻抗特性会放大系统的不稳定,甚至导致整个系统无法正常工作。针对这一问题,提出一种新型有限时间控制器。首先,构建双电船舶直流电力推进系统的数学模型,介绍用于混合发电单元的比例/积分下垂控制。然后,基于有限时间控制理论设计了含双曲正切函数的新型有限时间控制器,通过所设计的有限时间观测器对各类扰动进行观测,并由控制器进行补偿。最后,搭建仿真模型及实验平台,其结果表明,所提控制器可以在保证混合发电单元对母线电压波动分频响应的同时,提高系统带恒功率负载时的大信号稳定性。

一种矿用电机车混合充电与驱动一体化电路

矿用电机被广泛地应用于井下矿岩、设备与人员的运输。为实现其混合充电与驱动的一体化,提出了一种基于绕组重构永磁同步电机的新型混合充电与驱动一体化电路。采用蓄电池—超级电容替换蓄电池作为电机车储能装置,添加双向DC/DC变换器作为电压变换装置,且用异构永磁同步电机替换传统的直流电机,实现了混合充电与驱动的一体化,并提高了矿用电机车的驱动性能和续航能力。在MATLAB中搭建了该新型矿用电机车混合充电驱动一体化电路的仿真模型。仿真结果表明:该新型矿用电机车混合充电驱动一体化电路可有效提高电机车的续航能力和驱动性能。

一种混合储能变换器的模型预测整体控制方法

新能源发电渗透率逐渐提高,由新能源本身固有特性向电网引入的功率扰动不容忽视,且在高比例接入情况下对于新能源发电参与电网调节的需求越来越大,这对其系统功率响应性能提出了更高的要求。由蓄电池和超级电容组成的混合储能由于具有互补的能量特性,应用于新能源发电系统中可以帮助提升其整体的能量处理能力。为了充分发挥储能介质的功率特性,针对光伏发电系统中的应用,提出了一种应用于蓄电池-超级电容混合储能变换器的模型预测整体控制方法。根据变换器主电路的数学模型,结合混合储能的控制目标,设计了嵌入功率滤波器的模型预测整体控制策略。仿真结果表明提出的模型预测整体控制方法具有优越的功率响应特性与参数鲁棒性。

基于功率预测的混合储能系统控制策略研究

混合储能能够结合蓄电池能及超级电容器的优点,为负载提供稳定的电能,但两者存在功率分配的问题,因此本文提出一种混合储能系统直接功率的模型预测控制策略,并在MATLAB/Simulink软件进行了仿真验证,通过仿真分析可知,该策略能够对输出功率进行灵活分配,且在负载功率发生变化时,能够迅速瞬态响应。并再此基础上,通过实验平台验证了该控制策略的可行性。