电动汽车充电系统串联电弧故障智能识别方法

为解决电动汽车充电系统串联电弧故障电弧电流难以准确检测的问题,提出一种基于机器学习的电动汽车充电系统串联电弧故障识别方法。首先,搭建电动汽车充电系统电弧故障实验平台,采集不同工况下故障电弧电流数据;然后,采用离散傅里叶变换进行特征分析,并构建故障电弧特征数据集;最后,基于16层视觉几何群网络训练得到电弧故障检测模型,并利用各工况下测试集对电弧故障检测模型进行测试。研究结果表明该方法识别准确率均可达到98%以上,并拥有良好的抗干扰能力。     

基于碳化硅器件的无线充电系统电源设计

碳化硅(SiC)器件耐高频高温、散热性能好、导通电阻小,应用于无线充电系统可有效提高无线充电系统的效率。文中首先对比了SiC材料与Si材料的特性,在此基础上研制了一套基于SiC器件的无线充电系统电源装置。该装置由整流模块和逆变模块构成,输入端接市电,且装置的整流模块具有功率因数校正功能。文中详细给出了整流模块的整流桥选型策略、滤波电路参数设计方法、Boost电路功率器件和无源元件设计原则及开关管控制电路设计方法,还给出了逆变模块的开关管选型策略、开关管驱动电路和开关管保护电路的设计方法。最后,实验结果验证了方案的有效性和可行性,输入侧实现了高功率因数,逆变电路开关管电压振荡得到抑制,实验样机的效率峰值可达98.2%。     

基于电动汽车充电的一种改进型快速充电方法

提出了一种电动汽车快速充电的改进型方法。针对电动汽车蓄电池充电效率低和损耗大等问题,建立了一种新型的快速充电系统。该系统中的功率因数校正(PFC)变换器能够提高输入功率因数并减小谐波电流含量;而三相高频变压器使充电过程变得安全可靠,同时具有体积小、效率高等优势。引入一种多目标优化算法对充电系统的重要指标进行优化并为系统选择合适的器件。通过37 kW实验平台的仿真与实验,验证了该充电方法的有效性,结果表明充电器中变压器重量降至常规变压器重量的1/7左右,总效率也超过了90%。     

具有电动汽车快速充电接口的电力电子变压器低压直流侧设计

围绕具有电动汽车快速充电接口的一种交直流容量可切换的电力电子变压器(power electronic transformer,PET)拓扑,提出了一种容量配置方案和滤波器设计方法。首先,基于蒙特卡洛法对电动汽车快速充电进行负荷预测,通过分析电动汽车快速充电负荷曲线对PET可切换功率模块容量进行配置。其次,为减小逆变模块视在功率、减少PET投资与运行损耗,提出了PET低压侧滤波器采用公用电感并考虑利用滤波电容对负载无功功率进行补偿的设计方法。最后,对所提容量配置方案和滤波器设计方法给出了实例分析和仿真验证。     

含电动汽车无线充电的配电网可靠性评估

针对当前无线充电式电动汽车的发展趋势以及电动汽车与电网友好互动技术的应用,对接入规模化电动汽车的配电系统可靠性进行评估研究。基于无线充电式与插电式电动汽车的不同负荷特性,在不同充电模式组合的基础上,建立了不同充电控制模式下电动汽车的规模化时变负荷模型,采用电动汽车的有序充放电恢复故障情况下的供电孤岛问题,考虑元件设备的老化周期,利用序贯蒙特卡罗法量化的评估电动汽车接入后配电系统的可靠性。最后采用所提出的模型对IEEE DRTS Bus 4测试系统分别从电动汽车负荷的渗透率、接入线路、充电模式进行了可靠性指标量化评估,结果表明,提高无线充电式电动汽车的比重能有效提高配电系统的供电可靠性。     

一种电动汽车动态无线充电的负载检测方法及导轨切换策略

为实现分段导轨模式的电动汽车移动无线充电过程中,系统对于负载接入的有效检测并适时在低功率待机模式与功率输出模式之间的转换,提出一种基于原副边均为LCC补偿结构的负载检测方法以及导轨功率输出控制策略。基于分段导轨模式电动汽车动态无线充电过程以及双LCC补偿结构的数学模型,得到电动汽车在一段导轨上行驶位移与原边逆变电流之间数学关系,通过检测和分析原边逆变电流判断导轨是否进行功率发射,仿真和实验验证了该方法的有效性。     

基于风光互补独立直流微电网的电动汽车无线充电示范工程

文章重点介绍风光互补直流微电网为电动汽车可靠无线充电示范工程的建设情况。首先利用电量平衡和功率平衡法对该示范工程进行容量配置,拓扑结构设计和电压等级分析。同时对二次系统和监控系统的用电进行了规划分析,设计了为保证供电可靠性的不间断供电系统(UPS)。其次对由光伏、风电和蓄电池组成独立风光互补微电网中各类变频装置的控制策略进行了研究,从系统稳定性和供电可靠性出发,采用主从控制,蓄电池侧双向DC/DC稳定直流母线电压,光伏和风电均采用最大功率跟踪(MPPT)控制。然后进行无线充电装置及电磁屏蔽装置的设计,并对电动汽车的充电装置进行了改造。再次,设计了风光互补微电网为电动汽车无线充电监控系统,能实现实时监控和远程监控。最后进行了施工的布局设计和施工建设,实现了绿色能源为电动汽车灵活快速充电。     

GZG型系列直流充电机故障分析及对策

对GZG系列微机控制直流操作电源系统采用高频开关电源模块组成的充电装置在变电站运行中出现的故障类型进行分析,并结合该系统高频PWM技术和微机监控操作人机界面技术进行综合分析研判,得出故障原因,对这些导致充电高频开关电源故障的因素,提出了对策和建议。     

电动汽车预约充电策略研究

分析目前电动汽车预约充电系统潜在的问题,提出电动汽车预约充电构想。在此基础上结合智能导航系统,建立电动汽车快速预约充电模型,并采用迪杰斯特拉算法进行求解,最后通过一个算例分析验证了所提出的快速预约充电模型和求解算法的有效性。     

电动汽车动态无线充电多接收线圈耦合功率波动性的研究

本文作者以电动汽车动态无线充电系统为研究对象,对功率的波动现象作了深入的研究。首先根据电路理论建立并分析电动汽车动态无线充电系统的不同数学模型,进而探究利用多接收线圈减小功率的波动。其次对多接收线圈动态耦合模型进行有限元仿真,探究动态无线充电过程中的耦合系数以及相关电参数的变化规律。最后根据仿真分析结果搭建电动汽车动态无线充电系统试验平台,分析该模型在动态无线充电过程中的传输功率波动情况。     

非车载充电机高精度电能计量研究与应用

针对我国在电动汽车领域内直流充电的应用现状,文章论述了对直流电能进行精确计量的重要性和必要性.通过分析非车载充电机计量的精度和损耗根源,对计量连接装置的结构进行了改良并设计出相应的计量模块.为了降低在充电过程中分流器长时间通入大电流时给充电桩的电量计量准确性带来的不利影响,文章提出了一种提升计量准确性的优化方法:用高精度的数字电流传感器来取代电流的分流器.文中制成了一种应用于直流充电桩中的高精度数字计量装置,在监测充电安全的同时进一步提升了充电电流的精确测量.     

光伏阵列无线传感节点设计及故障诊断应用

针对现有光伏阵列的故障检测方法精度和效率不足且难以定位故障光伏组件等问题,设计了一种基于STM32的光伏阵列无线传感节点及故障诊断系统。该无线传感节点硬件以STM32F103为核心控制器,主要包括主控模块、电源模块、数据采集模块、数据通讯模块;软件端通过自定义通信协议,将测量结果通过ZigBee无线模块对数据帧可靠传输,上位机可监测到逆变器扫描光伏阵列电流-电压(I-V)特性过程中各光伏组件的电压数据。实验中人工模拟了光伏组件常见的阴影、旁路二极管短路故障,通过无线传感节点测得的电压波形,可实现光伏阵列中故障诊断与定位。实测结果表明,该系统可获取逆变器扫描光伏阵列I-V特性过程中组件电压波形,便于运维人员及时准确地定位光伏组件故障。     

直流充电桩远程检测系统的计量特性研究

随着电动汽车行业的兴起,充电桩的业务需求随之迅速发展,充电桩作为一种电能计量装置,其准确性直接影响了用户和供电公司的经济利益。为此,本文基于直流充电桩的工作原理展开分析,探究了充电桩的计量误差来源及量化分析方法,建立了直流充电桩远程检测系统;以实现直流充电桩远程检测为目标,对远程检测系统的总体架构、软硬件结构以及通讯手段进行设计,规划了系统测试模块的主要功能。最后,应用该系统对某直流充电桩的计量功能进行鉴定,结果表明本文所提策略在实现直流充电桩的性能检测,推动电动汽车的发展上具有重要的指导作用。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统传输损耗的研究

相比于传统的有线充电,无线充电是一种更加方便和可靠的充电方式,在电动汽车、生物医学等领域具有较为广泛的应用前景。然而传输效率的低下却限制了无线电能传输技术的进一步推广。磁耦合谐振式做为一种最主要的无线电能传输技术,其主要由高频电源,补偿结构,磁耦合结构以及整流滤波四部分构成。目前磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率分析时大多仅考虑磁耦合结构的损耗,对系统中高频电源以及整流滤波的损耗考虑欠少。文章在预定效率以及恒功率条件下计算磁耦合谐振式无线电能传输系统中各部分损耗与互感之间的关系,寻求满足系统要求的互感值。最后设计了一套传输功率为1000W,传输效率为85%的磁耦合谐振式无线电能传输系统,实验结果表明文中的损耗计算方法具有较高的准确性。本文研究结果为无线充电系统分析及性能改善起到积极推动作用。     

电动汽车三相无线充电系统关键技术研究综述

电动汽车无线充电技术是推动电动汽车走向智能化和无人化的重要技术手段,高效率、高功率密度、大偏移和低成本等要求是电动汽车无线充电技术面临的挑战。三相无线充电系统由于具有功率密度高、磁场分布均匀和抗偏移能力强等优点,受到了越来越多的关注。围绕电动汽车三相无线充电系统的磁耦合机构、补偿网络和高频逆变器,归纳总结了这些关键技术的研究现状,分析讨论了亟待解决的问题及今后的发展趋势。     

复杂工况下直流电能计量的算法影响及误差分析

现有直流电能表多针对直流稳态电能进行计量,对充电过程中电压、电流变化适应性较差,且忽略功率脉动及高频纹波产生的功率。为此,通过研究整流性负载、开关充电设备以及快速动态变化负荷的直流电能产生原理,结合电能表计量算法和实验阐述了计量过程中存在的误差影响,提出了不同计量场合下减少计量误差的算法参数优化方法。为电能计量精度的提高提供参考,为直流计量算法的优化提供思路,明确改进方向。     

基于PQMS电压信息的有源配电网故障定位方法

通过建立逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)在低电压穿越控制下的(Low Voltage Ride Through,LVRT)故障输出模型,利用电能质量检测装置(PQMS)的电压信息,建立故障定位评估函数,提出了一种含逆变型DG配电网的故障定位新方法。论文首先研究了逆变型DG的低压穿越控制策略,建立逆变型DG的故障特征模型,分析对称及非对称故障条件下输出特性。然后利用含逆变型DG的配电网模型,分析不同故障条件下的故障特征。通过分析故障分量网络,建立节点电压关于故障距离与过渡电阻的方程,通过改进的粒子群算法求解精确故障距离。该方法考虑了故障条件下DG输出特性对于配电网故障定位的影响,利用故障网络的节点电压分布函数,解决了低电压穿越运行下的逆变型DG有源配电网故障定位问题。最后,在DigSilent软件中构建了带有逆变型DG的IEEE 33配电网仿真系统,验证所提方法的有效性与准确性。     

基于t-SNE流形学习与快速聚类算法的光伏逆变器故障预测技术

光伏逆变器作为太阳能光伏发电系统的关键设备,其健康状态直接影响电力系统的安全与稳定。提出了一种基于t-SNE流形学习与快速聚类算法的光伏逆变器故障预测技术,将光伏逆变器集群的历史监测信号作为原始特征库,采用t-SNE降维算法提取光伏逆变器集群的主特征矩阵,基于快速聚类算法搜寻每一采样时刻的聚类中心光伏逆变器,分别计算每台逆变器在各个采样时刻的偏心距离,得到归一化的累积偏心距离矩阵,通过合理设定预警阈值,从而实现光伏逆变器故障的准确预测。最后基于设计开发的分布式光伏发电监控系统,利用采集的光伏逆变器集群的历史运行数据对算法进行了测试。结果表明,提出的光伏逆变器故障预测技术能够提前准确地预测光伏逆变器故障,有助于保障设备健康平稳运行。