二极管箝位式三电平拓扑在双馈式风力发电系统中的应用研究

分析了双馈风力发电系统网侧变流器的特点,建立二极管箝位式三电平拓扑的网侧变流器的数学模型,依据数学模型研究双馈式风力发电系统网侧变流器控制策略,在MATLAB/simulink软件平台上搭建仿真模型,验证网侧变流器的整流功能和单位功率因数运行。同时针对电容中点不平衡问题提出了一种中点平衡控制算法,并进行仿真验证。     

微电网电压稳定控制策略研究

针对微电网中的分布式电源自身的不稳定性将导致微电网电压不稳定的问题,给出了一种交直流混联结构微电网的典型系统,建立了双向AC/DC变流器(整流模式和逆变模式)、分布式电源逆变器及其控制系统的数学模型,提出了一种新型的双向AC/DC变流器控制方法,根据微电网的电压与功率关系,设计了一种基于电压外环、电流内环和功率环等的反馈控制器,并给出了相应的下垂控制策略。通过理论分析分布式电源的功率、电压特性及其对微电网电压稳定性的影响,提出了能够有效抑制分布式电源功率波动、提高微电网电压质量的控制策略。研究结果表明,该双向AC/DC变流器能稳定地控制微电网电压,具有很好的稳态性。     

弱电网下基于权重因子的并网变流器前馈控制研究

本文从传统电网电压前馈入手,对电网阻抗的适应效果进行了研究,并针对传统电网电压稳定性差的问题,提出了一种基于权重因子的并网变流器前馈控制策略,通过在前馈通道中引入权重因子,对电网电压前馈进行研究,提高弱电网下并网变流器的适应效果,最后通过仿真实验的方式,证明基于权重因子的并网变流器前馈控制策略的有效性。     

直流微电网储能系统双向DC-DC变换器控制策略研究

针对直流微电网储能系统双向DC-DC变换器,在采用传统移相控制策略时出现的较为严重的能量回流现象,通过对双全桥式双向直流变流器拓扑结构的分析,采用基于内移相角可控的双重移相控制策略。对双重移相控制策略的工作原理进行详细分析,采用MATLAB/Simulink搭建仿真平台进行验证。仿真结果表明,采用的双重移相控制技术对能量回流现象有明显地抑制效果。     

用户多电源供电储能系统蓄电池充放电控制研究

为了提升蓄电池充放电控制的准确性,对用户多电源供电储能系统蓄电池充放电控制进行研究。通过设计双向AC/DC变换器实现蓄电池充放电控制,以双向AC/DC变换器一般数学模型为基础,加入同步旋转坐标系构建双向AC/DC变换器dq模型,提升蓄电池充放电控制的准确性;并网运行时,双向AC/DC变换器利用PQ控制策略,完成蓄电池充放电过程中功率平衡控制;离网运行时,双向AC/DC变换器利用V/f控制策略,完成蓄电池充放电过程中电压与频率的平衡控制。实验结果表明,所研究蓄电池充放电控制策略能够有效控制蓄电池充放电,提升蓄电池充放电过程中功率平衡控制的准确性。     

基于风电网侧变流器虚拟阻尼控制策略的研究

由于风电变流器LCL滤波电路存在谐振问题,为提高风电变流器系统稳定性,目前无源阻尼技术和有源阻尼技术是实现滤波器谐振峰值抑制的有效方法,其中有源阻尼方案是近年来研究的热点。本文通过对LCL型风电并网变流器的入网电流闭环特性进行分析,提出一种基于LCL滤波器的电容电压反馈改进有源阻尼控制方法,在控制环节中构建滤波器增加闭环控制系统的阻尼抑制谐振的发生,提高系统稳定性,不增加额外硬件成本和系统损耗。通过搭建基于双馈感应发电机组网侧变流器仿真模型,对文中提出改进的控制策略进行验证,理论分析和仿真结果证明提出的虚拟阻尼控制策略具有有效性和可行性。     

基于模块化设计的矩阵式变流器控制策略研究

在目前各领域对于电能转换特别是高效变频装置存在迫切需求的背景下，在详细分析模块化的矩阵式变流器的拓扑结构、开关状态和工作原理的基础上，设计了一套矩阵式变流器的控制策略。采用编程实现了数字化控制，并利用PSIM仿真软件对所设计的控制策略进行了验证，仿真结果证实，所设计的控制策略具有变频特性良好、谐波含量少、波形正弦性好等优势。该矩阵式变流器控制策略对高性能电力电子装置设计具有实际意义。     

双组电池负载隔离式电动汽车的建模仿真与控制策略研究

双组电池负载隔离式电动汽车是一种新型纯电动汽车。双组电池通过合理的控制策略,实现了交替充放电,增加了电动汽车的续航里程。基于功率需求对系统关键部件进行选型和参数匹配,利用MATLAB/Simulink软件建立双组电池负载隔离式电动汽车模型,在典型公路行驶工况下进行仿真,确认结果满足电动汽车的动力性与经济性要求。     

风电系统变流器控制策略研究

介绍了直驱风电机组双PWM变流器的拓扑结构及工作原理,建立了风电机组风力机、永磁发电机及双PWM变流器的数学模型。基于MATLAB/Simulink建立了机组仿真模型并进行了仿真分析,结果验证了双PWM变流器控制策略的可行性,满足并网变流器的控制要求。     

升降横移式电梯控制策略研究与仿真

为实现电梯垂直和水平方向自动化运行,提高大跨度建筑内人员的水平移动效率,提出一种升降横移式电梯创新设计和交叉控制策略。开发仿真平台对升降横移式电梯交叉控制策略在上行交通高峰时的运行进行研究。仿真平台采用面向对象的设计思路,使用泊松分布和蒙特卡洛样本实验生成垂直和水平方向客流数据,采用多线程的方式进行仿真。分析结果表明,仿真平台实现了交叉控制策略在预定交通模式下的仿真,交叉控制策略应用于升降横移式电梯具有良好的控制效果,可大幅度地提高乘客水平移动效率。     

双向逆变器的并网控制策略研究

介绍了一种基于纯交流母线供电的风光柴互补发电系统中蓄电池充放电的装置,即双向逆变器,并对它的并网运行模式进行了深入研究,阐述了它在并网运行模式下的拓扑结构、工作原理、控制方案.在此基础上设计出一台2 kW实验样机,实验结果表明该双向逆变器在并网模式下可以实现能量的双向流动,具有较高的功率因数,满足并网运行要求.     

功率需求驱动的电动载运装备用动力电池充放电能力预测方法

充放电功率能力的准确评估是动力电池及电动载运装备安全、高效运行的基础。针对电动载运装备,建立以输入/出功率为控制目标的动力电池模型,描述功率需求驱动的动力电池充放电行为;通过动态优化电池截止电压,提出多步功率预测方法,建立动力电池恒功率需求时的充放电能力预测策略;考虑荷电状态、温度、持续时间等的影响,采用长短期记忆神经网络建立功率修正模型,提升了动力电池充放电功率能力预测性能。结果表明,多步功率预测法能兼顾预测精度和计算效率,最大误差小于3%;全电量区间和宽温度范围内应用效果表明：采用功率修正的功率预测最大误差小于3%,均方根误差低于1%。     

基于多物理过程约束的锂离子电池优化充电方法

锂离子电池在快速充电过程中极易触发内部过热,并加速寿命衰退,因此在确保快速充电的同时主动约束锂离子电池重要中间物理状态具有重要意义。因此,提出一种基于多物理过程变量约束的电池快速充电方法。建立电-热-老化综合模型,并在典型充电场景下进行电热模拟精度验证;在此基础上,设计基于模型的荷电状态与内部温度估计方法,兼顾充电速度、温度约束与寿命衰退抑制,设计基于模型预测控制的快速充电策略。试验验证结果表明,所提出的充电策略能主动限制电池内部温度始终低于预定阈值,在相似的充电速度前提下,所提出的充电策略相比优选的恒流恒压充电法具有更低的寿命衰减速率,两者200次快充-放电循环的容量衰减分别为2.12%和4.88%。所提出的快速充电策略基于模型预测控制方法实现了电池内部状态的有效约束,综合提升了锂离子电池充电过程的快速性、安全性和耐久性。     

基于三电平双向逆变器的蓄电池充放电控制系统设计

依据风光柴互补发电系统中蓄电池充放电过程的特点,提出了一种基于三电平双向逆变器的蓄电池充放电控制系统的设计方案;给出了该系统的结构及控制原理,详细介绍了系统的硬件及软件设计。该控制系统可以有效地对蓄电池进行充放电控制,实现蓄电池与交流母线间能量的双向流动。     

基于电热耦合模型和多参数约束的动力电池峰值功率预测

锂离子动力电池的峰值功率（State of power,SOP）直接影响电动汽车的加速爬坡性能以及回馈制动的能量回收能力,然而其不能直接测量,且准确估计十分困难。这源自于电池内部复杂的电化学特性,尤其是电池运行是一个电热特性相互耦合的过程,过高的充放电功率可能引起电池过热,进而导致电池寿命加速衰减甚至引发安全事故,因此,引入电池温度作为峰值功率的重要约束条件之一,综合电池温度、电压、荷电状态（State of charge,SOC）等多参数约束实现峰值功率预测。首先建立电池电热耦合模型,准确描述电池电、热动态特性;进而在多参数约束条件下预测电池峰值功率;最后,改进了电池热模型的参数辨识方法,并在不同温度环境和动态工况下试验验证电池建模和峰值功率预测方法的有效性,试验结果表明该方法可有效预测电池充放电功率,提高电池使用的安全性。     

面向移动通讯基站的蓄电池组管理系统

在分析了移动通讯基站蓄电池组充放电管理的设计需求后,提出了一种采用电压参数进行控制的高效充放电管理方案。设计并实现了基于ATmega16L的新型高效的蓄电池组充放电管理系统,本文介绍了该系统的软硬件设计。     

基于可信度因子推理模型的电池组均衡方法

针对锂离子电池在成组使用过程中出现的电压、容量、内阻等不一致性问题  ,分析了传统电压均衡策略的优缺点,结合双向Cuk分组均衡器控制简单、均衡能量可双向传输及均衡电流易控制的特点,提出了一种基于可信度因子(C-F)  推理模型的分组均衡方法。该方法定义了单体电池的荷电状态(SOC)和端电压的不均衡度,利用C-F推理模型得到了电池组整体不均衡度,通过控制拓扑电路的均衡电流大小和方向减小了电池组的不一致性。对比实验表明,该方法能够有效地减小单体电池端电压和SOC的不一致性,提高电池组的整体能量利用率。     

星上电池均衡控制技术研究

卫星电源系统是卫星服务系统中重要组成部分之一,它的可靠性和寿命很大程度上决定了整个卫星的可靠性和寿命。而卫星电源系统中蓄电池的寿命一直是卫星电源系统寿命的一个瓶颈。在卫星电源系统中蓄电池的不一致是影响卫星电源系统性能的重要因素。本文针对卫星电源系统中蓄电池由于单体性能上的差异造成不均衡进行了研究。重点分析了蓄电池单体电池的不均衡特性的模型和电池组能量分流充电均衡控制的模型。最后提出了通过软件和硬件实现星上电池均衡的方法。     

基于动态分时电价的电动汽车有序充放电研究

大规模电动汽车随机无序充电将对电网安全运行带来巨大挑战,诸如增大负荷峰谷差、加大运营成本、增加谐波污染等。该文在考虑电动汽车充放电功率约束、电池容量约束的前提下,基于动态分时电价制度,建立电动汽车多目标优化调度模型,以降低电网负荷峰谷差率和用户充电成本,并采用改进学习因子与惯性权重的粒子群优化算法对模型进行求解。仿真结果表明,基于动态分时电价的调度策略比固定电价下优化效果更优,能够更好地减小系统负荷峰谷差率,提高负荷率,增加电力设备的利用率,降低电动汽车充电成本。