海上风电柔性直流技术研究进展与展望

本文概述了全球海上风电发展情况,从政策、规划、资源、技术角度分析了我国海上风电发展的宏观基本面。详细介绍了国内外海上风电柔性直流送出的主流技术路线和技术发展现状。针对几类新型海上风电柔直系统拓扑结构,从技术、经济性方面进行了综合比较分析,并对其工程应用潜力进行了研判。最后提出了我国海上风电柔性直流技术研究与创新发展的战略思考和建议。

某船电源转换装置对电网绝缘监测干涉原因分析

配电板和交流不间断电源装置为电源转换装置提供主用、备用两路电源输入,简单的供电关系却造成了某船电源转换装置对电网绝缘监测干涉的现象。通过对干涉现象分析,结合设备之间的内在联系和电源转换装置两路电源转换原理以及绝缘监测的工作原理,找到固态开关的两路电源转换是造成干涉现象的根源,通过试验验证,提出可行的解决方案。

HXD1C型电力机车牵引变流器功率模块的振动测试与分析

为获得电力机车牵引变流器核心部件的振动特性,开展HXD1C型电力机车的线路运行振动测试,从时域、频域和特征频率等角度分析牵引变流器功率模块的振动特性,并分析不同线路、IGBT器件开关频率对功率模块振动的影响。研究结果表明:功率模块的振动主要来自电容,电容的纵向振动大于横向和垂向,在900、1100、1700、1800 Hz等频率处振动较大;水冷散热器的横向振动大于纵向和垂向,在900、1000、1100、1500、1700 Hz等频率处振动较明显;重庆至内江的振动最大,其次为兰州至武威南,兰州至陇西的振动最小。振动测试与分析可为电力机车牵引变流器功率模块的振动优化提供指导。

海上柔性直流送出系统造价水平分析

[目的]研究海上柔性直流送出系统的造价构成及造价水平,为海上柔性直流送出系统的造价管控提供有益的探索。[方法]收集目前已开展的海上柔性直流送出系统设计及造价相关数据,采用统计分析法、费用构成法以及对比分析法等对海上柔性直流送出系统涉及的各项费用进行分析。[结果]给出了海上柔性直流送出系统典型方案的单位容量投资水平以及投资构成,提出了海上柔性直流送出系统造价水平控制的关键因素和要点。[结论]海上柔性直流送出系统的单位容量投资为3750~4600元/kW。费用构成比例从高到低依次为设备购置费、建筑工程费、其他费用和安装工程费;系统构成比例从高到低依次为海上换流站、海缆、陆上换流站和其他部分。与陆上柔性直流送出系统对比,总体差异在1.3~1.6倍。

医院净化机组控制系统设计简析

以某三甲医院净化机组控制系统为例,介绍一种比较常用净化系统形式的净化机组控制要求、流程,详细阐述该系统各控制回路的工作原理。

基于功率循环的动车组高级修IGBT模块剩余寿命研究

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块是牵引变流器系统中最为薄弱的环节之一,其准确的寿命和可靠性评估对保障牵引变流器系统安全运行尤为重要。文章根据动车组全寿命周期评估需求,针对牵引变流器关键部件IGBT模块的高级修样品开展寿命研究。其首先研究了热应力对模块寿命消耗的影响,开展了IGBT模块功率循环试验;然后,结合试验结果,研究了在长期交变温度作用下热应力对IGBT模块寿命消耗的影响,分析了IGBT模块性能参数劣化趋势,并提供模型的建模数据;最后,推导了变流器中IGBT模块劣化表征与IGBT模块寿命的数学关系,并建立了IGBT模块寿命预测模型。文章通过试验获取了IGBT剩余寿命信息,对IGBT模块的剩余寿命进行评估,根据寿命特征分析手段找出了IGBT失效机理,从而为检修项点的完善和维修决策的制定提供了依据。

超级电容器蓄电池混合电源

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器比功率大、循环寿命长的优点,大大提升混合电源的性能。建立了蓄电池超级电容器并联的数学模型,定量地分析了混合电源性能的改善及其影响因素。对直接并联、通过电感器并联和通过功率变换器并联三种结构进行了研究和实验验证。实验表明,混合电源的功率输出能力大大提高了,蓄电池的放电过程得到了优化;通过功率变换器的并联结构具有较好的效果和实用性。

大功率直驱式变速恒频风力发电技术综述

采用无齿轮箱的直驱式风力发电系统已成为大功率风电机组的主导技术之一。传统风电系统的齿轮传动装置不仅降低了风电转换效率,产生噪声污染,更成为发生机械故障的主要原因之一,同时为减少机械磨损,还需要润滑清洗等定期维护。直驱式风电机组虽然增加了电机的设计成本,但却有效提高了系统效率及运行可靠性。在对大功率直驱式风电机组发电机及其功率控制进行对比、分析的基础上,指出今后的发展方向。

100 kW鹰式波浪能发电装置“万山号”实海况试验

鹰式装置"万山号"为一大型漂浮式波浪能发电装置,装置采用2套独立并行的液压系统将不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,系统配置4台由液压马达驱动的30 kW永磁发电机,在不同浪况下分级启动发电。2015年11月～2016年6月,"万山号"在珠海万山海域已开展不同海况的实海况试验,海试经历小浪、中浪、大浪等多种环境动力输入,取得一系列试验数据和成果。根据已获的阶段成果,总结出改进措施,后续"万山号"将优化升级现有系统,扩展太阳能发电及海水淡化系统,并在开阔海域开展长期实海况试验,持续提高鹰式波浪能转换装置的可靠性、转换效率、环境适应性和经济性。

可编程电网故障模拟电源的设计

当前国际风电界相继提出各种风电系统并网规范,要求并网风电机组在电网出现一定的电压跌落、不平衡、谐波畸变、频率漂移、相角跳变等故障情况下仍能与电网保持连接而不解列。为了研究和测试风电机组的故障穿越运行能力,需要设计各种特殊的试验电源装置以模拟各类电网故障。本文就此提出了一种新型可编程电网故障模拟电源的设计方案,能够较为完整地模拟风电并网规范中要求的各类电网故障。实验结果表明该装置操作简单、灵活可靠,故障种类齐全,故障参数柔性可调,且拓展性强,可作为风电机组及其他电力电子设备出厂性能考核的重要测试装置。

开关磁阻电机调速系统整体稳态性能分析方法研究

开关磁阻电机调速系统(SRD)的运行机理比较复杂,以往对其稳态性能的研究一般侧重于电机本身,对系统其它重要组成部分如功率变换器中的整流桥、功率变换电路等则很少涉及。因此,SRD的一些重要性能指标如功率因数、效率等难于准确地计算。本文从系统角度出发,建立了全系统的数学模型,该模型可以用来准确计算系统的稳态性能,计算结果为实验结果所证实。

一种基于可靠性的大功率开关模块选择方法

针对大功率变流器开关模块的选择,以车载双向Buck/Boost变换器为依托,分析不同电压、电流等级的IGBT模块的可靠性。以器件手册为参考,采用曲线拟合结合参数修正的方法,计算不同IGBT、反并联二极管的损耗。根据模块的结温情况,利用线性疲劳损伤积累器件可靠性模型,预测采用不同开关模块变流器的可靠性。结果表明,同等情况下,相同电流容量的模块,电压等级越高,其平均结温和结温波动幅值越大,可靠性越低;相同电压等级模块,电流等级越大,其平均结温和结温波动幅值越小,可靠性越高。依据可靠性预测的方法选择大功率开关模块,可以优化变流器设计,提高整体可靠性,具有一定的工程应用价值。

变频器在火力发电厂的应用

目前 ,交流调速传动系统上升为电气调速传动的主流 ,由于变频器可靠性、可用率和可服务性得以充实 ,其在火力发电厂中具有广泛的应用前景。详细地分绍了变频器的原理和在火力发电厂应用的目的和产生的效益 ,并分析了其在使用中的局限性。

IGBT全桥逆变器用RCC多路开关电源的研究

文章简述 IGBT全桥逆变器对其控制电源的技术要求 ,应用 RCC自激反激型变换器原理 ,研制成功 6路独立输出开关电源 ,给出了实际电路和试验结果。

基于介电常数法的便携式车用汽油辛烷值测定仪研究

随着汽油市场开放,很多土炼油、低标号油混入到成品油市场,购买这些油不仅影响消费者的利益,并且增加环境污染因素。汽油的辛烷值从化学分析角度来看是综合因素的体现,无法用单纯的某一成分确定。因此,选用介电常数法测量汽油的辛烷值,可以包含汽油的全部组分对辛烷值的影响,是比较理想的测量方法。根据确定的电容传感器测量不同标号的标准汽渍,得出多组电容与辛烷值数据,用最小二乘法得到电容与辛烷值的函数关系,就可以测量未知标号的汽油产品。因为电容传感器的参数离散性,仪器需要进行出厂标定,标定后的测量精度达到±0 1辛烷值单位。用介电常数法测量汽油辛烷值是比较理想的测量方法,但存在无法分辨添加剂影响的局限性。

超级电容-蓄电池复合电源结构选型与设计

系统分析了混合动力汽车用蓄电池的不足以及应用超级电容器的优势,研究了超级电容器与蓄电池构成复合电源的3种不同组成方式,指出将高功率密度的超级电容器与高能量密度的蓄电池通过功率DC/DC变换器匹配,使之既可以输出/吸收高倍率电流的冲击,又可以满足多次高倍率电流所需的高能量密度。实验与仿真结果表明,双向DC/DC变换器的并联结构具有较好的效果和实用性。

一种电力系统故障模拟平台研究

文章提出了一种基于硬件在环技术的大功率、灵活电网故障模拟电源平台;该平台采用RTDS装置和背靠背式电压源型PWM变换器的拓扑结构,并基于重复控制器实现无静差调节,可以灵活调节仿真参数与实验类型,保证了平台稳定精确地运行。实验结果表明:该装置操作简易、灵活性强、可靠性高,各种故障种类齐全,故障参数柔性可调,且拓展性强,可以作为电力系统故障模拟的有效测试手段。

宽带Wilkinson功分器的研制

介绍了Wilkinson功分器的设计方法,研制了一个工作频段在4～12GHz的带状线型宽带功分器,采用多节λ/4阻抗变换器级联,实现了功分器频带的展宽。仿真结果和测试结果比较表明,功分器在如此宽的频带范围内仍能满足良好的性能指标,隔离度在整个频带范围内均在20dB以上,输入、输出端口均达到良好的匹配。

零转换PWM变换器仿真研究

开关电源的核心为直流变换器,其性能决定了开关电源的优劣。传统的直流变换器开关管电压应力和开关损耗较大,影响到了开关管的安全工作,造成的电磁干扰较严重,使得开关电源的应用场合受到了限制。文中采用主、辅软开关技术设计了一种零转换PWM变换器。仿真研究表明,实现的变换器开关管电压应力和开关损耗较小,主开关电压幅度为30.498V,平均损耗功率峰值为75W。当调整主、辅开关管的控制信号相位差为2μs时,电路达到最佳工作状态,开关损耗达到最小,变换器效率最高。

一种新颖的并联谐振倍压变换器

提出了一种适合于高压小电流的功率变换器——并联谐振倍压变换器PRDVC)。文中对PRDVCs的工作原理进行了详细分析,给出了该电路的一个应用实例,即5kV/50m A 高压电源。此外还给出了实验波形。