正泰电源500/630kW二代机获德国BDEW认证

2014年6月30日，正泰电源的500kW和630kW大功率光伏并网逆变器顺利通过德国中压并网标准BDEW（TR3／TR4／TR8）认证。BDEW认证测试是德国能源与水经济协会为了保证电网调度和各项调控的稳定性，针对大型升压并网光伏电站所用逆变器而设立的强制性认证，

事件触发改进一致性算法的孤岛运行多逆变器微电网系统分布式二次调频方法

一致性算法常用于孤岛运行多逆变器并联微电网系统分布式二次调频控制,对逆变器之间通信的实时性要求很高。对此,该文提出基于频率补偿信号的改进一致性算法,基于频率误差越限建立事件触发机制,维持逆变器之间已有的下垂关系不变,实现孤岛运行多逆变器微电网系统二次调频。同时,基于该事件触发机制和李雅普诺夫函数,获得最短触发时间下界,完全避免了在短时间内无限次事件触发现象的发生。最后,采用MATLAB/Simulink针对包含4台逆变器并联运行的孤岛微电网系统算例进行仿真,结果表明,提出的方法相比文献采用的基本一致性算法通信量减少99%以上,最短触发时间间隔延长至数十ms量级;同时,由于该文方法不使用功率微分信号,微电网系统的动态性能更好。

宽增益高效谐振型直流变换器技术

直流变换器广泛应用于电动汽车充电系统与光伏发电系统,如何适应输入/输出电压大范围变化,实现直流变换器的宽增益和高传输效率为学术界和工业界所关注。其中,LLC、LLC_LC、LLCLC谐振变换器虽具有高功率密度、低电磁干扰等特性,但存在磁元件与谐振网络参数设计难度大,造成变换器输出不稳定等不足,难以满足实际应用的要求。为此,提出了宽增益高效谐振型直流变换器技术。首先总结了谐振型直流变换器的基本原理,围绕其拓扑结构及调制策略的国内外研究进展,重点就宽增益与高效谐振型直流变换器应用需求进行阐述。然后分析了LLC_LC、LLCLC多模式PWM倍压整流变换器拓扑及调制策略。最后结合仿真与实验验证结果,证明了该宽增益高效谐振型直流变换器拓扑及其调制策略的有效性,最高可实现输出电压范围为1~6.2,转换效率达96.1%,具有较宽广的应用前景。

基于改进注意力机制和曲面微分几何的2阶段点云重建

针对单个阶段直接预测点云的直通式结构会导致生成的点云相对稀疏、细节描述不清晰、结果分布不均匀等问题,提出一种基于改进注意力机制和局部曲面微分几何的2阶段密集点云重建网络,实现分阶段预测不同分辨率、分布均匀的密集点云。首先通过嵌入改进坐标注意力机制,提高网络对输入图像中目标的方向感知和坐标信息的捕获能力;然后预测出目标的稀疏点云,并提取稀疏点云的密集连接特征获得描述稀疏点云的结构感知信息;最后采用局部曲面微分几何完成点云扩展进而生成分布均匀的密集点云。实验结果表明,与3D-FEGNet相比,所提密集点云重建网络在CD和EMD上分别降低25.4%和25.1%,采用真实物体进行实验,所获得点云三维尺寸误差均<1.5 mm。

基于流形聚类的欠采样非均匀密度三维点云配准

三维点云配准中各个视图的激光扫描点云数据彼此之间会存在重叠的部分。针对由于重叠区域不同而造成的点云密度不均匀直接影响多站点云配准精度的问题,本文提出一种基于流形聚类的欠采样非均匀密度多站三维点云配准方法。首先,将测地距离作为相似性度量,对不平衡点云数据进行聚类划分实现点云数据精简;然后,采用K邻域搜索方法计算每个点半径范围内点的个数,划分点云分为密度区域;再对密度较大的区域进行聚类并对每个聚类进行曲面拟合,计算曲面上所有点的曲率;再提取曲率较大的点,使得密度较大的区域与密度较小的区域中点云的个数基本保持平衡,得到密度较为平衡的点云数据。最后,将流形聚类欠采样后的点云使用K均值(K-means)进行聚类并更新聚类中心和刚性变换矩阵,实现非均匀密度多站点云配准。与随机采样法和均匀采样法相比,本文方法的倒角距离较小,并且保留了点云的局部特征信息。在斯坦福大学公共数据集中的Bunny数据集上的实验表明,所提方法在保证配准精度的前提下使配准的效率提高了60%以上。

参与AGC辅助服务的锂离子电池储能系统经济性研究

随着新能源技术的蓬勃发展,传统电网频率控制面临着日益严峻的考验,锂离子电池储能系统协助火电机组参与调频具有良好的发展空间。该文以锂离子电池储能系统辅助火电机组参与自动发电控制(AGC)辅助服务为应用场景,结合“两个细则”中的相关规定编写了AGC辅助服务的考评补偿算法。通过衰退实验搭建相对保守但可靠的电池能量衰退模型。在控制策略上,搭建基于Logistic函数的能量状态(SOE)趋中控制策略和基于评价指标的经济性策略,拟合出储能系统的每日调节模型。最后,针对项目的全寿命周期净收益、投资回收期和投资回报率进行项目经济性分析。该文通过评估投资回收期和投资回报率得到储能系统初始能量配置方案,并对可能产生的政策更新和市场变动进行敏感性分析。利用该经济模型能够得到较为严谨可靠、对政策和市场变化兼容性强的投资方案。

超大容量链式电池储能系统容量边界与优化设计

为了得到链式电池储能系统(battery energy storage system,BESS)容量设计边界与优化设计结果,分别分析了在现有功率器件容量限制、电池系统技术限制和储能系统安全性设计要求限制下,直挂35 kV电网链式BESS的容量设计边界极限。通过改变链式BESS的布置方案来抑制共模电流,并提出了链式BESS的优化设计方法;通过基于马尔可夫链的链式BESS可靠性模型来计算系统的可靠性,并对整个系统的效率与可靠性进行综合评估。研究结果表明:在现有技术条件下链式BESS最大容量设计为32 MW,改变链式BESS的布置方案能够减小共模电流引起的损耗和电流应力,保护功率器件,同时减小其对链式BESS的模块数优化设计的影响,所提优化设计方法能够根据不同应用场合下系统的设计要求得出最优的功率模块数设计。研究结果可为超大容量链式BESS的设计提供参考,也可为系统制定计划检修提供理论依据。

ANPC九电平逆变器的环流抑制策略

有源中点钳位(active neutral point clamped,ANPC)五电平逆变器具有电压应力低、等效开关频率高等优势,适合应用于1500V光伏发电和地铁牵引变换等场合。通过交错并联方法把2个五电平逆变器耦合成九电平逆变器,有利于提高等效开关频率,在扩大逆变器容量的同时减少滤波器体积。环流抑制方法是实现交错并联逆变器工作的关键问题,在两电平和三电平逆变器的交错并联技术方面,已经有相关文献进行环流抑制技术分析。面向九电平交错并联型逆变器,逆变器的环流抑制和载波交截处的环流不对称问题较为突出,过往尚无有效方法进行抑制。论文就此进行研究,通过理论分析和计算,提出一种新的交错并联九电平逆变器统一调制策略,相对于传统移相调制,可以有效减小逆变器输出电压高频谐波,从而减小滤波参数。同时,论文提出基于BangBang控制的九电平逆变器环流抑制方法,解决了逆变器载波交截处的环流不对称问题,实现了逆变器低频环流有效抑制。论文通过仿真和实验,验证了提出的调制及控制策略的有效性。

具有宽输出电压范围的LLCLC谐振变换器

为了解决LLCLC谐振变换器增益对负载变化敏感、输出电压范围大小与转换效率相互制约的问题,提出一种基于脉冲宽度调制(PWM)倍压整流单元的LLCLC谐振变换器拓扑,对于不同的电压输出模式分别采用脉冲频率调制(PFM)和PWM调制方式;采用基波近似法分析LLCLC谐振网络的增益特性与功率传输特性,分析采用PWM调制方式时变换器的无功环流特性,建立谐振频率f_(r1)、f_(r3)和陷波频率fr2的关系,对谐振元件进行参数设计,分析开关管的零电压开通(ZVS)实现方法,并给出LLCLC谐振变换器的PFM_FR、PWM_FD和PWM_DT 3种运行模式切换策略。最后,针对一台容量250 W、输入30 V、输出18~112 V的样机进行实验,验证了所提LLCLC谐振变换器拓扑及其调制方法的有效性,输出电压范围为1~6.2,转换效率达到96.1%。

基于μC/OS-Ⅱ的串口通信在S3C2410A上的实现

文章在三星公司的嵌入式处理器S3C2410A为核心的硬件平台上,将嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和μC/GUI在ARM9上整合实现,成功地实现了基于μC/OS-Ⅱ在S3C2410A上的双向串口通信功能。

宽增益高效率LLC谐振变换器拓扑

针对LLC谐振变换器增益负载敏感性强、与效率存在强耦合的不足,提出了一种由LLC谐振变换器和两开关buck-boost构成的宽增益高效率LLC谐振变换器拓扑。通过采用输入并联与输出串联的方式,分别由LLC谐振变换器传输功率、buck-boost调节输出电压。其中,LLC谐振变换器运行于谐振频率,buck-boost采用PWM调节输出电压。分析了变换器的运行模式,给出了相应的参数设计方法,并进行了仿真验证。最后,对输入30 V、输出200~360 V、360 W样机进行了实验,实验样机增益范围和效率分别为6.67~12、97.4%。仿真与样机实验验证了所提出的宽增益高效率LLC变换器拓扑及其调制方法的有效性。

孤岛运行下垂逆变器二次调频方法

为消除下垂控制引起的微电网频率静差,提出一种基于积分超前补偿环节的孤岛运行的下垂逆变器二次调频方法。采用基于组件连接法的小信号状态空间分析法对系统参数进行分析和设计,实现了逆变器之间无需通信即可消除频率静差,且提高了逆变器下垂系数的稳定范围和多并联逆变器系统的稳定性。在MATLAB/Simulink上对多并联逆变器系统进行仿真,验证了所提方法的有效性。

计及电动汽车充电负荷特性的区域多能源站规划设计

随着电动汽车(electric vehicle,EV)大规模普及,其充电负荷对区域综合能源站(regional integrated energy station,RIES)规划及运行将带来极大挑战。对此,该文提出了计及EV充电负荷特性的区域多能源站规划设计方法。对私家车、出租车和公交车3类典型车型的充电行为进行量化分析,结合出行概率矩阵采用双层蒙特卡洛算法构建了EV充电负荷时空模型;基于该模型提出计及EV充电负荷时空特性的RIES供能范围划分评估指标及划分方法;基于冷负荷、热负荷、传统电负荷及EV充电负荷的时空特性,以区域多能源站年化总成本最低为目标,对RIES站点的设备容量配置和管网布局选径进行站网协同优化。最后,结合某待规划区域进行算例分析,Matlab仿真结果表明,双层蒙特卡洛算法能有效模拟EV充电负荷的时空特性,有助于供能范围划分优化,实现负荷在时空尺度上的转移与均匀分配,提高区域内RIES设备及管网规划设计的经济性,仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于I-DPWM的三电平中点钳位光伏逆变器漏电流抑制方法

对于三电平中点钳位光伏逆变器,基于断续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation,DPWM)并通过选择特定矢量进行钳位控制的方法,存在矢量分解计算时间长、注入共模电压分量和漏电流过大等不足。对此,提出了一种基于I-DPWM的三电平中点钳位光伏逆变器漏电流抑制方法。通过计算各类DPWM等效调制波来解析注入的低频共模电压分量。针对低频共模电压分量最小的DPWM1,在低频共模电压不连续点注入新的零序分量,通过减小低频共模电压来抑制漏电流幅值。同时,采用载波实现DPWM,免去了复杂的矢量运算。最后,在Matlab/Simulink平台建立了20 kW三电平中点钳位光伏逆变器的仿真模型,同时结合所设计的125 W实验样机验证了所提方法的有效性。

基于高频注入的主动式智慧建筑直流系统串联型电弧故障检测方法

提出一种基于高频注入的主动式智慧建筑直流系统串联型电弧故障检测方法。通过线圈耦合的方式向直流母线注入一定特征的高频电流信号,提取电流输出响应信号特征,再经过小波变换分析电流输出与输入信号特征变化及其稳定性,制定识别电弧故障的判据。基于Matlab/Simulink仿真平台和Cassie电弧模型进行仿真分析,并设计相应的实验验证平台,结果表明所提出的检测方法能准确识别系统串联电弧故障,且能有效降低电力电子等开关器件噪声和不同运行工况等外部条件的影响,鲁棒性较强。

基于五元件谐振网络的宽增益直流变换器

LLC三元件谐振变换器受自身结构限制,增益对负载变化敏感、调压范围与转换效率相互制约,且只能通过基波传输功率。对此,该文提出了一种基于LLC-LC五元件谐振网络的宽增益直流变换器,采用多模式倍压整流单元和脉宽调制方式,获得与负载解耦的宽增益;同时,通过五元件谐振网络传输3次谐波功率,提高了变换器的效率。最后,采用PLECS建立仿真模型并制作一台200 W实验样机,仿真和实验结果验证了所提直流变换器拓扑及其调制方法的有效性,归一化增益范围为1~4,转换效率达到92.5%。

一种模块化直流变压器调制策略

隔离型模块化多电平直流变换器(IMMDC)是船用中压直流电力系统的关键部件,文章分析了IMMDC方波调制下桥臂压降与直流母线电压、交流侧方波电压幅值之间的关系。在此基础上,推导了IMMDC的平均等效模型,实现了电路直流回路与交流回路的解耦,针对IMMDC直流回路电流振荡问题,在方波调制的基础上提出了一种改进调制策略,在IMMDC系统中增加一个新的可控量来校正直流电流波形,进而稳定模块直流侧电容电压,提高系统的稳定性。最后,搭建了实验样机并完成了实验验证,结果表明改进调制策略能够有效地抑制直流电流的振荡,减小模块电容电压的波动,验证了所提调制策略的可行性与有效性。

一种光伏逆变智能柜的电气硬件设计

光伏发电逆变柜电气设计与外围件及安装件,对光伏发电系统成本和效率影响很大。当以高效率、智能逆变器及配套核心器件高可靠性、长寿命、可维护性的设计与选型时,分布式和电站型光伏发电的质量与效率得以有效提高,系统成本实现降低,电网的兼容性得到改善。以500k W智能逆变器IPM、直流/交流储能、吸收为特征换流器、DSP控制器为例,经作者系统分析和研究,工程化设计了可以大型广泛规模化应用的一种光伏逆变智能柜的电气硬件系统电路,重点介绍系统设计内容、性能指标、应用效果、及具体的措施和建议。

大型太阳能光伏发电并网系统优化设计研究

发展大型分布式和电站型光伏发电并网先进技术与设备,已经成为高质量发展一个国家或地区经济水平的晴雨表,1000k W光伏发电系统是大型太阳能光伏发电并网系统中的最小模块、是实现大规模化经济效益的先进光伏发电关键设备[1]。本文以1000k W智能逆变柜为串并最小单元,提出大型太阳能光伏发电并网系统研究优化方案,该方案还设计了具有多路MPPT跟踪功能,三相双分裂变压器、逆变直流屏、监控网络系统及SGV接入40.5k VA公共电网。该光伏发电并网系统具有大电流、低电压、性价比高、高效率、高可靠性等特点,具有较高的参考推广价值。

IGBT模块的双脉冲测试分析

阐述一种使用双脉冲实验测试功率模块中IGBT性能时遇到的问题,解决方法,包括双脉冲电路原理、双脉冲实验器件的电压和电流特性。