基于超级电容储能的风力发电技术研究

风速变化具有不可预知性,会导致风电机组输出功率频繁波动,对电网质量产生影响;使用储能装置可以有效改善风电质量。通过在风电系统直流侧母线上并联超级电容储能装置,能实现对风电系统功率的调节,平滑功率轨迹曲线。设计了风电系统最大风能捕获、并网及储能系统功率平抑的整体控制策略,在Matlab/Simulink中搭建系统的仿真模型,仿真结果表明系统能实现前级BUCK最大风能捕获、网侧PWM逆变器单位功率因数并网和超级电容储能装置对风电系统并网功率的调节。实验结果表明所提控制策略的正确性。

基于列车制动的超级电容型储能系统的参数设计与控制

为了吸收城市轨道列车再生制动产生的能量和维持供电网络电压的稳定,提出了一种基于非隔离双向DC-DC变换器的大功率超级电容型储能装置。分析了该储能装置的工作状态,并通过计算北京地铁5号线单列车再生制动反馈到电网的参数确定了该储能装置的主要参数。根据储能装置的数学模型和设计参数进行了储能装置双闭环控制器的分析,最后通过仿真验证了控制器的有效性和合理性。

基于超级电容储能的钻修机绞车电控系统

针对石油钻修机绞车在运行过程中存在的能量浪费问题,设计了一种基于超级电容储能的钻修机绞车电控系统。给出了系统的整体设计方案,并分析了不同工况下能量流动的控制策略。

一种具有储能功能的新型电气制动装置研究

基于超级电容储能原理,具有储能功能的水轮机组电气制动装置,即超级电容储能制动装置(Super Capacitor energy storage Brake Device,SCBD),SCBD可以在发电机故障情况下甩负荷时用于调节发电机转子动能量,以提高机组暂态运行的稳定性,还可在发电机正常停机过程中用于制动发电机转子,辅助水轮机组快速停机。为了验证SCBD在水轮机组暂态运行中所起的作用,采用微分代数多指标非线性控制(Differential Algebraic Multi-index Nonlinear Control,DAMNC)方法对水轮机励磁系统与SCBD进行非线性协调控制设计。仿真结果表明:SCBD具有良好的电气制动效果,明显提高了系统暂态稳定性,动态、静态性能均能得到很好协调。

同步发电机励磁与SCES多目标协调控制

考虑超级电容器储能装置的有功和无功补偿能力,提出同步发电机励磁控制与超级电容器储能装置(SCES)结合的多目标协调控制方案。首先,建立以同步发电机机端电压、有功功率和角速度,以及超级电容器储能装置注入点电压和其注入有功功率为控制目标,建立多目标方程组进行协调控制。其次,利用目标全息反馈非线性控制设计理念,对同步发电机励磁和超级电容器储能装置,进行非线性协调控制设计,确保上述物理量均具有良好的静、动态性能。最后,通过软件仿真验证了所提思路的正确性。