一种适用于微电网混合储能系统的功率分配策略

混合储能系统同时具有功率型和能量型储能设备的优点,适用于微电网中平抑波动性功率。采用直流母线并联方式的超级电容器和蓄电池混合储能系统,由蓄电池储能单元稳定直流母线电压,超级电容器储能单元跟踪参考电流,从而达到功率的动态分配。在混合储能系统功率损耗模型的基础上,提出一种兼顾超级电容器荷电状态和储能系统损耗的功率分配策略。将该策略用于光伏发电系统输出功率平抑,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

直流电网中潮流控制器电路拓扑比较

构建直流电网能有效解决大规模新能源电力的可靠接入,弥补现有交流电网的不足。如何有效控制直流电网内线路潮流是构建直流电网时不可回避的问题。随着直流电网中节点数的增加和网络结构的复杂化,仅靠换流站控制将无法实现整个直流电网潮流的优化分配及有效控制。在直流电网中引入潮流控制器可有效达到控制潮流的目的。文中对现有直流潮流控制器电路拓扑进行了详细比较分析,指出了各类直流潮流控制器的优缺点及应用场合,在此基础上,提出一种新型线间直流潮流控制器。随后分别从4类直流潮流控制器中选出一种,在一个五端直流电网仿真模型中分别进行仿真研究,验证了各类直流潮流控制器的特性。最后,指出了直流潮流控制器技术未来的研究方向和需要解决的问题。

磁耦合谐振式无线电能传输系统串并式模型研究

磁耦合谐振式无线电能传输系统具有传输效率高、距离远、功率大的特点。针对串并式模型(Series-Parallel Model,SP)进行分析,从等效电路的角度研究系统传输效率及输出功率与线圈距离、工作频率、负载电阻之间的关系,得到效率及功率的表达式。通过Matlab仿真,发现在只改变系统频率的情况下最佳效率工作频率与最大功率工作频率重合,且输出功率对频率的变化更为敏感。设计制作了一套串并式结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统,通过实验验证了前述分析的正确性。

光伏发电系统中超级电容器充电策略

利用超级电容器改进型RC模型对不同充电方法下超级电容器的充电效率进行了分析。提出了基于Boost级联Buck变换器(Bo CBB)的光伏电池对超级电容器充电系统,前级Boost变换器与光伏发电系统连接,使用改进型扰动观察法进行光伏电池的最大功率点跟踪控制,后级Buck变换器使用分段式充电策略对超级电容器进行充电。基于该电路,提出了完整的超级电容器充电系统控制方法。提出了使用等效电流源分别对Bo CBB的前后级电路进行建模的方法,基于该方法进行了充电系统主电路的建模以及电流环控制器设计。最后对不同光照情况下的光伏电池对超级电容器充电效率进行了仿真分析,并搭建了实验平台,通过2组对比实验,验证所提出的充电策略能够有效提高光伏电池对超级电容器的充电效率。

面向用电双向互动服务的信息通信模型

首先,分析了用电双向互动的业务需求,并在高级量测体系的概念基础上,提出了双向互动服务数据采集与控制通信系统架构。然后,面对前端局域网中数据采集设备多样性的问题,设计了基于IEC 61850信息模型的数据聚合单元,以提升双向互动服务系统之间以及互动服务系统与用电双向互动服务平台之间通信的稳定性、可靠性和互操作性。最后,遵循IEC 61850标准,以分布式发电系统双向互动服务为例,给出了分布式发电监控终端的信息通信模型。利用此模型可以将分布式发电双向互动服务纳入高级量测体系,以满足灵活互动智能用电的需求。

一种适用于海上风电直流并网的谐振升压变换器

谐振变换器由于可实现开关器件的软开关而十分适用于高压大功率场合。文中提出了一种适用于海上风电直流并网技术的谐振升压变换器,该变换器利用LC并联谐振网络可实现很高的电压增益,同时不仅具有开关管零电压开通和近似零电压关断以及整流二极管零电流关断的优点,而且具有开关管和谐振网络的电压应力不超过输出电压一半的特点。此外,相比于传统谐振变换器,该变换器在整个负载范围内开关频率变化范围小。阐述了该变换器的工作原理和工作特性,讨论了谐振网络参数的选择,仿真和实验结果验证了工作原理和谐振网络参数选择的正确性。

不隔离单相光伏并网逆变器系统输入电流低频纹波抑制

单相光伏并网逆变器系统网侧功率时变特性导致前级直直变换器输入电流中含较大(两倍电网频率)低频纹波,影响其对光伏面板最大功率跟踪效果。本文基于反向电流增益Ai(s)(输入电流对输出电流)模型,提出一种新的方法,用于分析单相不隔离光伏并网逆变器系统中前级Boost直直变换器低频纹波特性。本文建立并推导了不同控制方式下的Boost变换器的Ai(s)模型,并在Saber软件中得到验证。指出并验证了平均电流控制方式相比电压控制方式及开环控制方式,在输入电流低频纹波抑制方面更有效,并给出相关的设计准则。仿真及实验表明了该模型的正确性及可行性。

基于输出电压上翘特性的串-并型组合变换器无互联均压控制策略

输入串联输出并联(ISOP)组合变换器十分适用于高输入电压、低电压与大电流输出应用场合。要保证该组合变换器正常工作,就必须保证各模块输入电压均压与输出电流均流。现有的均压/均流控制策略都有模块化程度不高或可靠性较低等问题。为此,本文提出了一种基于输出电压上翘特性的ISOP组合变换器无互联均压控制策略,该控制策略可有效地提高ISOP组合变换器的模块化程度高和可靠性。本文首先介绍该控制策略的工作原理,分析其输入均压特性以及输出电压调整特性,然后分析了ISOP组合变换器采用该控制策略的稳定性,最后进行实验验证。

一种高功率因数无电解电容LED恒流驱动电源

发光二极管(LED)的寿命可长达10年,而以电解电容为储能元件的LED驱动电源寿命通常低于5年。为此,本文提出一种无电解电容的LED驱动电源,与其他无电解电容的LED驱动方案相比,本文提出的拓扑不但去除了电解电容,提高了LED驱动电源的使用寿命,还可实现高输入功率因数和恒流驱动LED负载,并且详细分析了这种LED驱动电源的工作原理,最后给出原理样机实验结果。

一种低谐波畸变量的快速主动移频式孤岛检测方法

孤岛检测是并网逆变器必备的一种功能。针对传统主动移频(Active Frequency Drift,AFD)孤岛检测法存在的检测时间较长和检测盲区(Nondetection Zone,NDZ)较大的问题,提出一种新型的AFD孤岛检测法。通过在原始电流参考波形中注入接近余弦的扰动波形,使参考波形在产生孤岛检测所需无功功率相同时,能有效减小对电能质量的影响。对参考波形进行数值分解,分析该方法的THD与Q/P之间关系以及NDZ分布情况,并与传统AFD法进行比较。仿真结果表明,该方法具有检测时间更短和NDZ更小,同时对电能质量影响小的特点。

一种感应式无线充电系统的研究与分析

在分析感应式无线电能传输变换器工作原理的基础上,设计一款用于便携式电子设备的无线充电系统,能够自动识别充电目标,实现输出过压保护。在系统接收端与发射端之间建立信号与能量一体化传输方式,相较于独立传输方式,能够提高系统的功率密度并且降低硬件成本。通过实验分析接收端线圈与发射端线圈的距离及负载变化对传输效率的影响,验证了理论分析的可行性。