地铁混合储能系统及其功率动态分配控制方法

针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题,提出采用超级电容-锂电池组成双DC/DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流,研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制;同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法,优化超级电容组和锂电池组的输出功率,并在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明该控制方法可以有效抑制牵引网电压的波动,同时提高了混合储能系统整体性能和性价比。     

基于模糊神经网络的电梯混合能源管理系统集成控制研究

提出了一种基于太阳能、蓄电池、超级电容器及电网等混合能源管理系统的电梯集成控制模型。通过对电梯载荷流混沌系统研究,利用基于混沌系统的模糊神经网络预测控制策略,构建一套基于模糊神经网络的系统预测控制模型,对电网、太阳能、蓄电池、超级电容和回馈能量等混合能量之间的能量调配进行控制,实现对电梯混合能源管理集成控制系统的高精度控制,实现混合能量之间的自动调配和综合利用,达到电梯节能降耗的目的。     

风电场混合储能的小波包-SOC分区功率控制

大规模可再生能源并网引起的一系列问题使得储能技术成为未来能源转型的重要依托与突破方向。为减小系统调节压力,采用蓄电池和超级电容组成混合储能以补偿风功率预测误差。利用小波包分解可获取信号更多细节信息的优势,根据混合储能的性能特点和响应速度,确定分解层次并实现混合储能充放电功率的初始分配。考虑实际应用中容量约束,提出荷电状态(SOC)分区功率控制策略对储能的功率指令进行修正,实现充放电功率的优化分配,提高补偿效果。应用结果表明,所提策略能够充分利用混合储能互补的性能优势有效补偿风功率预测误差,同时保证储能的长期稳定运行。     

电动车制动能量回馈下超级电容器的储能特性

为了研究在电动车制动能量回馈下超级电容器的储能特性,本文提出了一种模拟制动能量回收的实验方法。通过该实验方法测量了不同的超级电容初始电压下其回收的制动能量,获得了超级电容初、末电压之间的关系,进而得到超级电容初始电压与其制动能量回收效率之间关系的模型,通过该理论模型获得了系统达到最大效率点时所对应的初始电压。并用MATLAB/Simulink验证了该实验方法的有效性,为超级电容最大化回收制动能量提供了参考依据。     

基于电压控制与功率控制的混合动力控制系统仿真研究

设计了电压控制模式与功率控制模式相结合的超级电容充放电控制策略,超级电容回收能量时采用电压控制模式,保证直流母线电压稳定;与发电机联合供电时,采用功率控制模式确保动力系统供电功率的稳定性。并基于Saber平台建立了系统仿真模型,通过对能量回馈及联合供电时超级电容供电状态进行仿真研究,验证了控制算法的可行性。仿真结果表明,能量回馈时采用电压控制模式可以使超级电容充分吸收再生能量,而联合供电时使用功率控制方式能够为电动机提供稳定的供电功率。     

基于超级电容储能的门式起重机势能再回收系统

为了能够快速有效地利用门式起重机在起重工作机构下降及减速制动时产生的能量,研制出了一种基于超级电容储能的势能再回收系统。该系统充分利用超级电容大功率快速充放电的特性,通过双向DC/DC功率单元快速回收起重机构的下降势能,并作为起重机构上升时所需的能量补给,可降低起重机工作能耗,提高能量利用率,达到节能降耗的目的。     

基于超级电容的惯性能量回收系统的研究

本文分析了电机连续再生能量传统处理方案存在的缺陷,选择了具有功率密度大、比能量高、循环使用寿命长、环保等特点的超级电容作为储能装置。结合电网突然断电对负栽安全可靠运行的不良影响,设计了兼作后备电源的一种基于超级电容的惯性能量回收系统,详细介绍了能量回收系统的组成及工作原理,阐述了DC/DC变换器的设计方法,采用了电流电压双闭环控制策略,实现了超级电容的充放电控制,提高了该惯性能量回收系统的工作效率,达到了稳定高效地储能和释能的目的。     

规则控制与行驶工况相结合的现代有轨电车能量管理策略

规则控制具有鲁棒性强、灵活性高等显著优势,逐渐成为优化储能式现代有轨电车能量管理性能的经典方法,但也同时面临过于依赖专家经验与工况适应性差的问题。为此针对有轨电车用锂电池/超级电容混合储能系统,在传统模糊逻辑控制的输入中同时引入道路坡度和运行速度,提出一种动态功率分配新方法。依据行驶工况制定隶属度函数与论域,调整超级电容高功率密度响应时刻,优化列车动力性能;采用粒子群算法对模糊控制规则权重寻优,在保证列车功率需求的同时降低锂电池峰值电流,延长储能系统使用寿命;并将所提策略应用到北京现代有轨电车西郊线路数据的算例对比验证中。结果表明,融合行驶工况信息的模糊控制相较于传统模糊控制实现了在功率分配、锂电池和超级电容荷电状态偏移范围、锂电池运行应力及储能系统整体效率方面的多重最优,且再生制动能量回收率有显著改善;通过粒子群算法对规则权重寻优相较于传统固定权重方案使锂电池峰值电流降低31.02%,列车续驶里程提升了22.45%,且算法在迭代7次以内能够找到全局最优解,运算速度快,易于实现。     

纯电动汽车复合电源能量管理的仿真

由于蓄电池存在功率密度低,循环周期短等缺点,以其为车载电源,将导致纯电动汽车的性能受限。采用超级电容—蓄电池的复合电源结构作为纯电动汽车的动力储能系统。在MATLAB/Simulink环境下搭建了纯电动汽车复合电源系统的仿真模型,设计了基于模糊神经网络控制的功率分配策略。仿真结果表明,采用超级电容—蓄电池的复合电源系统能充分发挥二者的优势,有效地保护了蓄电池,从而提高纯电动汽车的动力性能和能量利用率。     

基于复合式发电系统的双向DC/DC变换器研究

太阳能、风能、潮汐能等分布式能源研究与应用日益广泛,采取了一种含储能系统的分布式发电系统模型,利用超级电容构成的储能系统减少分布式能源由于间歇性、不持续性、易波动性给电网带来的冲击。超级电容经双向DC/DC变换器向直流母线供电,针对传统变换器电流纹波较大、开关器件电压应力高的问题,研究了一种新型双向DC/DC变换器,分析了其工作原理,结合一种移相控制策略,能增强系统运行稳定性,减少了能量损耗,提高系统转换效率。     

电-液混合驱动曳引电梯特性及能效分析

电梯作为高层建筑运输人及货物的设备,自发明至今一直为人们的出行提供便捷;但诸多研究表明电梯能耗占高层建筑总能耗的20%左右,尤其是在能源供需矛盾日益突出的今天,电梯能耗已成为制约其发展和应用的主要问题。为降低电梯能耗,达到电梯节能运行的目的,结合曳引电梯的结构特点、运行特性及能耗特性,提出并设计一种新型的电-液混合驱动高能效曳引电梯节能系统。对传统电梯的运行特性进行分析,进而对提出的新型节能原理进行分析。建立曳引电梯能耗的仿真模型,并对传统电梯和节能电梯运行过程中的能耗进行仿真分析,仿真结果表明新型节能系统的节能效果明显。搭建电梯节能综合试验平台,通过在高层建筑进行能耗试验,验证仿真模型的准确性,试验结果表明新型节能系统的节能效率约为10%~14%。本文的研究成果不但是曳引电梯节能方面的发展方向之一,而且在其他垂直提升机械中也具有较好的应用前景。     

变频驱动液压电梯系统能耗特性

阐明了应用变频驱动技术是液压电梯的重要发展方向,是解决液压电梯的高能耗问题的有效途径。分析了变频驱动液压电梯节能原理,对变频调速液压动力系统主要环节的功率消耗特性进行了试验研究。与传统的阀控系统作对比,同样工况下,采用变频驱动的液压电梯系统能够提高效率、降低能量消耗,具有显著的节能效果。在其他液压提升机械中也有广泛的应用前景。     

COMPUTATIONAL FLOW RATE FEEDBACK AND CONTROL METHOD IN HYDRAULIC ELEVATORS

The computational flow rate feedback and control method,which can be used in proportional valve controlled hydraulic elevators,is discussed and analyzed.In a hydraulic elevator with this method,microprocessor receives pressure information from the pressure transducers and computes the flow rate through the proportional valve based on pressure-flow conversion real time algorithm.This hydraulic elevator is of lower cost and energy consumption than the conventional closed loop control hydraulic elevator whose flow rate is measured by a flow meter.Experiments are carried out on a test rig which could simulate the load of hydraulic elevator.According to the experiment results,the means to modify the pressure-flow conversion algorithm are pointed out.     

配置蓄能器的变频驱动液压电梯能耗特性研究

介绍了配置蓄能器的变频驱动液压电梯控制系统的节能原理。给出装机功率的计算方法,说明该系统能够极大降低装机功率。对电梯轿厢在不同楼层、不同负载工况运行的系统主要环节的功率进行了试验研究。试验结果表明,同样工况下该系统与其他典型的液压电梯动力系统相比,总效率高、能量损耗低,具有良好的节能效果。     

采用蓄能器的新型液压电梯节能控制系统

由于不采用配重,液压电梯的装机功率与能耗都超过普通曳引式电梯。本文介绍了液压电梯蓄能器节能方案原理的基础上,分析了液压电梯利用蓄能器节能的可能性。通过对所设计的利用蓄能器节能的液压电梯的实验运行结果的分析,简要地对液压电梯的芳能器节能方案进行了评估。结果表明,在楼层较低的液压电梯系统中,蓄能器节能方案能显著降低液压电梯的能耗。     

一种新型电梯轿厢载荷测量装置

介绍了一种基于霍尔元件的非接触式电梯轿厢载荷测量装置，详细介绍了其软硬件系统的组成，重点分析了传感器特性曲线的分段多项式拟和方法、现场自学习功能的实现过程以及整套装置的程序流程。该装置可以实时检测电梯轿厢的载荷情况，并向电梯变频器提供相应的启动补偿信号，改善电梯的乘坐舒适度。     

基于PLC和变频器技术的现代电梯控制系统设计

电梯作为现代工业和建筑行业中重要的运输工具,其可靠性、安全性、舒适性、节能性的要求越来越高。提出了一种基于PLC和变频器联合的电梯控制方案,通过采用PLC控制器实现电梯的逻辑控制,从而提高电梯运行的稳定性及可扩展性,利用变频器控制电梯曳引系统,以获得理想的速度变化曲线,实现电梯运行的高效与节能。最后,采用组态监控软件进行了仿真实验,结果表明该控制方案不仅能够达到现代电梯运行的基本控制性能需求,而且有利于提高电梯运行的可靠性和舒适性。     

一种预测集中召唤电梯待机功能的研究

介绍一种可以预测集中召唤楼层的功能,它利用电梯运行的历史数据对未来某个时间需要电梯停靠的楼层进行预判。当到达某个特定时间时,根据保存的历史数据,判断某个集中召唤楼层需要的电梯台数以及分配模式,达到节约等候电梯的时间,增加峰值运载量,提高电梯利甩率的效果。     

高速电梯液压主动导靴自适应模糊控制

在现代城市生活中,电梯作为高层建筑物内主要的垂直运输工具,在日常的人员输送、货物运输等各方面发挥着重要的作用,为了降低高速电梯的水平振动,建立了基于六自由度的电梯轿厢水平振动主动控制的动力学模型,给出了其微分方程。同时提出了一种液压主动导靴的结构,并分析了其控制原理。通过仿真研究表明,液压主动导靴采用自适应模糊控制策略,其性能优于PID控制策略和模糊控制策略,能明显降低电梯水平振动加速度值,从而达到减振的目的。     

电梯能耗测量新方法

分析了电梯能耗的组成及其特点,提出了一种新的基于实验测量和理论推算的计算电梯能耗的方法。该方法通过测量电梯在设定工况下的动态能耗数据,结合电梯能耗的规律,能够计算出电梯在各种运行工况下的能耗情况。为了验证该方法的有效性,设计了相关试验并进行了测量和计算。结果表明,利用该方法得到的理论值与试验结果符合良好。该方法可以推广到液压电梯、自动扶梯以及自动人行道的能耗测量,同时也为电梯能耗的评价提供技术支持。