离网式三端口风光互补抽水切换策略研究

为解决风光随机波动性和间歇性给发电系统带来的干扰,基于三端口变换器设计离网式风光互补抽水系统,以风力发电系统和光伏发电系统作为系统输入电源端,异步电机抽水为系统负载端。首先,分别对风力发电系统、光伏发电系统及抽水系统建立数学模型,针对风光交替切换及同时切换的控制策略进行研究。其中,光伏侧采用优化变步长电导增量法,永磁同步电机与异步电机采用按转子磁链定向的矢量控制,通过异步电机电压外环控制直流母线电压,永磁同步电机转速外环控制系统功率,三端口变换器拓扑根据风光切换的变化情况也相应跟随改变,弥补了风光发电系统的不足,保证系统运行的稳定性,实现风光发电抽水和电能转化一体化的目标。最后,通过Matlab/Simulink软件搭建离网式三端口风光互补抽水系统的仿真模型,结果验证了模型设计的合理性及系统运行工作时切换策略的正确性和可行性。

离网型光储微电网应用与故障分析

偏远地区电网较薄弱,构建离网型光储微电网支撑大型工业生产很有必要性。介绍了西藏某采矿项目中离网型光储微电网的组成、应用、故障分析,建议利用储能系统来构建微电网,同时选择大容量的储能配比,微电网中变压器尽量采用软起动方式。

离网型永磁同步发电机电磁场和温度场数值计算与分析

以一台400W离网式永磁同步风力发电机为例,建立了发电机电磁场二维计算模型,采用场路耦合的方法,计算了样机在不同转速、不同负载情况下的电磁参数。在原样机结构基础上,提出了2种不同的转子结构方案。对空载漏磁系数、反电动势波形以及气隙磁密的谐波含量进行比较,分析了不同转子结构对电机电磁性能的影响。基于传热学理论,以电磁分析得到的损耗为分布式热源,建立了电机二维全域温度场计算模型。通过对不同风速、不同负载下温度场的计算与分析,得到了风速与负载对电机温度分布的关系。通过对电磁与热性能试验研究,所得到的试验值与计算值比较接近,得出了一些有益的结论,为离网式永磁同步发电机的设计及优化提供参考。

离网型小功率直驱永磁同步风力发电机设计与有限元仿真

针对离网型小功率直驱永磁同步风力发电机的特点,研制了一台城市路灯用2 kVA小功率直驱永磁同步风力发电机;结合电磁场软件MagNet,利用二维有限元法计算出电机的空载气隙磁密、反电势、齿槽转矩,以及带额定负载运行时的电磁转矩、电磁功率、输出电压;最后,通过样机实验,对研制样机的设计值与实测值进行了比较,结果表明,所研制的2 kVA永磁同步风力发电机性能完全满足设计指标要求。

离网式风力发电机电磁与传热特性计算分析

以一台400W离网式风力发电机组永磁同步发电机为例,建立了发电机二维稳态电磁场物理模型,采用有限元方法计算了样机在不同转速时的输出电压特性。基于傅里叶导热和牛顿放热定律,利用数值与解析相结合的方法,计算了机壳表面传热系数,为风力发电机的表面传热系数计算提供了新思路。在传热学理论基础上,以电磁分析得到的损耗为热源,建立了电机的二维温度场物理模型。对样机在不同风速时的温度场进行计算与分析,得出在不同风速与负载情况下的电机温度分布。开展了电磁与热性能试验研究工作,将计算值与试验值进行对比分析,为离网型永磁同步风力发电机温度场的研究提供理论基础。

应用于LC型逆变器电容电压有源阻尼控制的微分器

以单相LC型离网逆变器为研究对象,针对传统微分器的不足,提出一种改进型数字微分器设计方法,改进型微分器与理想微分器的频率特性基本相同。最后,将改进型的微分器应用于电容电压有源阻尼控制策略中,硬件实验结果证实了所提方法的可行性。

离网型永磁风力发电机级联整流装置研究

随着社会的发展,用电设备不断增加,在一些偏远地区,原有的离网型风力发电系统亟需扩容。提出了一种新型的离网型永磁风力发电机级联整流装置,该装置采用共直流母线技术,可实现2台发电机同时并网运行,增加了系统容量。此外,该装置还可实现多机运行下的最大风能捕获,同时可使功率开关器件占空比运行于合理范围内,改善系统性能。仿真结果证明了该装置及控制策略的正确性和有效性。

一种新型离网型永磁风力发电机级联整流装置研究

针对偏远地区原有的离网型风力发电系统亟需扩容的问题,提出了一种新型的共直流母线级联整流装置,通过该装置可实现两台发电机同时发电运行。对该新型级联整流装置的拓扑结构、发电机电流换相过程、占空比计算方法等内容进行了研究,建立了发电机转速与不控整流电路输出平均电压之间的关系,对两发电机串、并联运行状态进行了详细分析归纳,提出基于滞环原理的状态切换方法,并在Matlab仿真平台上对系统进行了仿真验证。研究结果表明,该装置可以根据不同的发电机转速,改变两台发电机间的工作方式,扩展发电机调速范围,有效增加系统容量;同时可使功率开关器件占空比运行于合理范围内,避免窄脉冲的出现,减小高次谐波,改善系统性能。

不同转子结构离网型永磁同步发电机的电磁性能分析

以一台400w离网型永磁同步风力系统所用永磁同步发电机为研究对象,分别就两种转子结构建立了二维电磁场模型,对发电机在额定转速时的空载电压以及负载电磁参数进行了有限元计算。并将样机结构的计算结果与实测结果进行了比较,误差较小。同时对两种结构发电机的齿槽转矩进行了计算分析。对离网型永磁同步风力发电机的深入研究具有重要的参考价值。

离网光伏单相逆变系统LCL和LLCL滤波器仿真研究

针对单相离网逆变系统投切感性负载时产生的谐波,分别利用拓扑结构为LCL型和LLCL型无源滤波器的数学模型,根据负载特性设计了两种滤波器相关参数.在负载一定和变电感条件下分别仿真了两种滤波器的输出电压和电流波形,并且计算了电压谐波畸变率.

基于改进粒子群算法的永磁同步风力发电机优化设计

根据离网型小功率永磁同步风力发电机的运行特性,结合场路耦合的方法,设计一台小功率永磁同步风力发电机。为了有效减小发电机起动阻力矩,以发电机齿槽转矩为目标,运用回归型支持向量机实现电机电磁模型的非线性回归建模;基于该非参数模型,利用带压缩因子粒子群算法进行寻优,获取电机的最优结构参数,仿真结果表明了优化设计的正确性。

碟式斯特林太阳能小型直流发电系统的研究

随着社会的进步和发展,人们对于清洁能源的需求逐渐增大,因此,针对太阳能的开发利用和实践研究开始成为重点的研究对象。传统的太阳能热发电技术使得太阳能源没有得到充分的利用,很多能量被浪费。相关的研究资料和实验证明,碟式太阳能热发电在各种太阳能热发电中效率最高、应用效果最好,据此,我们选择碟式太阳能斯特发电系统作为研究对象,希望可以提高太阳能的综合利用效率,为相关人员起到抛砖引玉的作用。

离网型光伏全直流微电网的设计与实践

在对微电网多年研究成果的基础上,设计和建立了一套以4 kW光伏方阵为主体、500W48V质子交换膜(PEM)燃料电池为辅助电源、25 kWh磷酸铁锂离子梯次动力电池组为固定储能组、小型电动车14 kWh动力电池组为机动储能组的离网型光伏全直流微电网实验系统,并配置了相关的数据检测和远程控制模块。该离网型光伏全直流微电网实验系统的实机运行测试结果表明,光伏方阵至MPPT输出端的发电效率为92%左右,微电网实际能效比为84%左右。离网型光伏全直流微电网可为无电或灾害地区、军用及紧急供电等多种场景提供电源解决方案。

用于离网型光伏发电中带储能的新颖多电平逆变器

在联网有困难和成本高的地区,利用可再生能源既经济又环保。由于光伏(PV)发电典型的系统效率低(～10%)和光伏发电的间断性,正考虑采用一种多电平H-桥逆变器的新设计技术。这一多电平技术提高了DC-DC的变换效率。该设计包括蓄电池的储能,可按24/7方式运行。提出的多电平逆变器与其它现有设计进行了对比。新研制的级联逆变器与常用的设计比较,具有开关损耗低、开关技术简单、可实现模块化结构和较简单的充电平衡处理等特点。多电平逆变器新设计的开关技术,可确保每个蓄电池充电状态的平衡,该开关技术的有效性已通过模拟得到证实。模拟试验还显示,新逆变器总的谐波失真(THD)低于6%,未采用任何滤波措施。

多种新型储能系统促使光伏和太阳能并网系统快速增长

本文将对在光伏与太阳能并网系统中增长最快的多结光伏能源、染料敏化太阳能电池和太阳能并网系统的电池后备电源等多种新型储能系统等相关技术与应用作研讨。