基于回复电压曲线的油纸绝缘状态评估

回复电压法(recovery voltage method,RVM)是诊断油纸绝缘复合电介质绝缘状态的无损方法。采用回复电压测试装置对不同的初始微水质量分数和老化程度的油纸绝缘试样进行测量,得到回复电压曲线的各个特征参量值:回复电压最大值、初始斜率和中心时间常数;为了更全面地反映油纸绝缘的老化状态,首次定义了一个新的参量:回复电压半衰期,即回复电压值在衰减到回复电压最大值一半的时刻。研究结果表明:在不同的充电电压和充放电时间比下,回复电压最大值、中心时间常数、初始斜率均与绝缘纸聚合度有良好的线性相关性。对于同一绝缘纸试样,回复电压最大值与充电电压以及充放电时间比均为正相关关系,充放电时间比对回复电压最大值的影响更显著;充放电时间比和充电电压对中心时间常数的影响不显著,中心时间常数不易受外部测试条件改变的影响,可较准确反映绝缘试样的老化状态;初始斜率随着充放电时间比的升高而增大,但受到充电电压的影响较小。回复电压半衰期随着充放电时间比的增大而升高,是反映回复电压曲线后期特性的良好特征参量,可反映油纸绝缘慢去极化过程。     

电动汽车充放电系统建模与仿真

并网电动汽车既是随机的负荷又是移动的储能元件,其充放电行为对电网的运行有较大影响,而充放电系统的建模是研究电动汽车并网的基础。建立了由电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器构成的电动汽车充放电模型;针对电动汽车充电,提出了一种新的控制策略,在恒流阶段采用电流单环控制,达到设定电压值后系统自动切换为电压电流双闭环控制,实现恒流恒压充电。最后,在Matlab/Simulink中仿真实现了电动汽车充放电控制策略,并与单纯采用双闭环控制的恒流恒压充电策略进行了比较。仿真结果验证了充放电控制策略的正确性,并证明了所提出的自动切换的充电控制策略的优越性。     

全沉积型铅酸液流电池性能研究

本文研究了全沉积型铅酸液流电池的充放电特性,分析了充放电制度、Pb2＋浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明：在恒流充放电时电压比较稳定,随着充放电次数的增加,平均充电电压基本不变,而平均放电电压逐渐增大,能量效率也随之增大;随着放电电流密度的增大,放电电压和放电时间逐渐减小,而且电流密度过大或过小均导致库仑效率不高,经小电流循环充放电对电池激活后,再以较大电流充放电能显著提高电池的能量效率;随着Pb＋2浓度的增加,电池的最大充电电压逐渐降低,放电电压逐渐增大,而且放电时间延长,表现出更好的充放电性能。     

锂离子蓄电池LiCoO2正极材料的过充电行为

研究了不同充电终止电压(分别为4.3、4.5、4.8、5.0 V)的充放电循环和不同倍率充电对钴酸锂电极性能的影响.结果表明:电池充电终止电压越高,电量转换效率越低,电极活性衰减越严重,用扫描电子显微镜法(SEM)与X射线衍射光谱法(XRD)分析说明电池性能衰退是由于LiCoO2结构变形,颗粒粉化团聚且形成惰性物质Co3O4造成的.同时,在充电终止电压为4.8 V的条件下,1.5 C充放电循环后,电池0.2 C的充放电性能下降严重.     

电动汽车可逆充放电机控制策略研究

针对电动汽车充放电机系统,提出了改进传统电压电流双闭环的控制方法,研究了电动汽车充放电过程。针对原电动汽车充放电控制策略存在的问题,采用电压外环模糊PID控制,电流内环PI控制的双闭环控制,实现了PID参数的自整定,与原控制方法相比有良好的适应性跟鲁棒性。充电时蓄电池采用了脉冲充电,提高了电池的充电速度,减小了电池的极化电压。仿真结果及分析验证了该方式的可行性。     

全沉积型铅酸液流电池充放电特性研究

以石墨毡、泡沫镍为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液组成全沉积型铅酸液流电池。研究了铅酸液流电池的充放电特性及电极材料、电极表面处理和电解液浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明:恒流充电过程中充电电压基本不变,恒流放电过程中出现两个比较明显的放电电压平台;随着Pb2+浓度的增加,电池的充电电压逐渐降低,大电压恒流放电时间也随之增加,但小电压恒流放电时间反而减小,表现出更好的充放电性能。在泡沫镍电极上镀钛能够起到保护电极的作用,延长放电时间,提高电池的充放电性能。     

基于RS485通信锂电池充放电系统控制策略设计

本设计作为可远程控制锂电池充放电的系统,能够为恶劣环境下的电子设备提供电源。锂电池充放电控制系统的通信部分采用RS485通信,由PC端作为上位机发布锂电池充放电命令,STM32单片机作为下位机执行对锂电池的充放电控制命令。整个系统由充电电路、放电电路、电压及电流采样电路、充放电指示电路和蜂鸣器报警电路构成。控制系统通过获得的锂电池电压与电流信息,对数据进行可视化操作。当充电时电压达到4.2V时,结束充电进程,进行锂电池过冲保护;放电时电池电压小于2.8V时,应当结束放电过程,进行锂电池低压保护。通过实验表明,该设计能够防止电池过充、过放、短路、过流等问题,增强系统应用弹性,提高安全系数。     

牵引变压器绝缘的时域介电参数仿真分析

为了提高牵引变压器绝缘状态诊断评估的有效性,提高回复电压法在工程中的实用性,本文基于Debye模型,建立了牵引变压器油纸绝缘的等效模型,并基于Matlab建立了回复电压法的仿真模型,通过改变充放电时间和充电电压研究了其对牵引变压器油纸绝缘回复电压峰值的应影响。研究结果表明:充放电时间对回复电压峰值的影响十分明显,在一定范围内,随着充电时间的增加,回复电压峰值呈指数增加;充电电压对回复电压峰值的影响也十分明显,随着充电电压的升高,回复电压峰值成线性增加。     

混合动力汽车用MH/Ni蓄电池充放电特性研究

研究并分析了120QNFT6-3方形密封MH/Ni电池在常温下不同倍率的充放电性能,并给出了充放电电压特性曲线;提出了单一恒流充电法、恒流-恒压两阶段充电法和分段恒流充电法,通过比较验证,实验结果表明:MH/Ni电池在常温下具有良好的大电流充放电能力,利用三段恒流充电法可提高充电效率。     

电迁移在充电中的作用

根据铅酸蓄电池的正、负极的充放电反应 ,电极电势表达式 ,讨论了充电时电迁移对充电电压的影响。     

电力机车用蓄电池充放电装置SVPWM技术的研究

针对电力机车用15 kVA蓄电池传统充放电装置功率因数低、高谐波污染等不足,将电压型矢量PWM整流逆变技术应用到蓄电池充放电装置中.装置既可用作充电电源,也可用作蓄电池放电时的负载,实现能量的双向流动.实验及检测结果表明SVPWM控制方式可实现网侧电流正弦化、高功率因数、谐波污染小以及充放电功率灵活调控的特点.     

晶闸管Marx发生器电路及充放电特性

为满足新兴工业对中小储能功率脉冲电源日益增长的需求,设计了一种采用晶闸管作为主开关的Marx发生器,它由脉动直流电源供电,增加晶闸管组合模块就可方便地扩展级数提高输出电压,晶闸管组合模块有对负载的单向、双向和续流3种放电工作模式。该设计改进了充电拓扑电路,并给出了充电电阻及其功率的计算方法,有效地避免了负载上的预脉冲,实现了各储能电容充电电流的一致,有效地抑制了环流和提高了充电效率。变负载放电特性分析表明,感性负载时减小电感的输出能使电流脉冲幅值提高、脉宽变窄,特性曲线为设计和用户的使用提供了依据;容性负载时储能电容的实际等效参数对小容量的电容放电参数有较大影响,有必要减小回路的总电感,以获取陡前沿电压脉冲和窄电流脉冲。感性及容性负载的实验放电波形与仿真结果比较相符。所设计的Marx发生器在工业应用中既可用来产生较强脉冲磁场,又可用来产生放电等离子体。     

一种晶闸管开关冲击电压发生器的工作特性

笔者设计了一种晶闸管开关的冲击电压发生器,它由脉动直流电源供电,增加晶闸管组合模块就可方便地扩展级数提高输出电压,晶闸管组合模块有对负载的单向、双向和续流三种放电工作模式。对充电拓扑电路设计的改进有效地避免了负载上的预脉冲,所给出的充电电阻计算方法能实现各储能电容充电电流的一致,有效抑制了环流,提高了充电效率,文中还给出充电电阻功率选取的计算方法。所进行的变负载放电特性分析表明:感性负载时,减小电感使输出电流脉冲幅值提高、脉宽变窄,特性曲线为设计和用户的使用提供了依据;容性负载时,储能电容的实际等效参数对小容量的电容放电参数有较大影响,为了获取陡前沿电压脉冲和窄电流脉冲,减小回路的总电感是必要的。感性及容性负载的实验放电波形与仿真结果吻合较好。所设计的冲击电压发生器既可用于产生较强脉冲磁场也可用于产生放电等离子体的工业应用中。     

高频高压脉冲电源充电软开关技术

提出了一种用于高频高压脉冲电源充电系统中的软开关技术。该技术利用L-C谐振原理,使开关管在零电流下关断来降低关断损耗,无需附加有源辅助开关和谐振网络,使开关管能可靠运行在高频状态,避免了在高频高压脉冲电源充电过程中出现的半导体开关器件过流、过压问题。实验结果表明,软开关技术能使整个电路高效、可靠运行,并且能在较宽的负载范围内实现软开关充电,结构简单,容易控制,对高频脉冲电源的高频化具有指导意义。     

双有源桥直流储能系统软开关优化控制

传统直流储能系统中电容器荷电状态(state of charge, SOC)的变化会导致直流变换器两端电压不匹配,使得功率器件无法处在软开关状态,从而增加了开关损耗。通过分析软开关控制与电容器SOC之间的关系,本文提出一种双有源桥(dual active bridge, DAB)直流储能系统软开关优化控制,实现储能系统在充放电过程中,各功率器件始终处在软开关状态,维持直流母线电压稳定,降低功率损耗。该方法将储能电容SOC变化引入DAB移相控制,确定SOC与移相角的定量关系,使直流变换器功率器件满足软开关条件。根据直流母线电压及储能系统充放电特性,设计恒压、恒流充电和恒压、恒功率放电控制方法。仿真与实验结果验证了所设计软开关优化控制方法的有效性。     

Acceleration of Dielectric Charging in RF MEMS Capacitive Switches

To design and validate accelerated life tests of RF MEMS capacitive switches, acceleration factors of charging effects in switch dielectric were quantitatively characterized. From measured charging and discharging transient currents at different temperatures and control voltages, densities and time constants of dielectric traps were extracted. A charging model was constructed to predict the amount of charge injected into the dielectric and the corresponding shift in actuation voltage under different acceleration factors such as temperature, peak voltage, duty factor, and frequency of the control waveform. Agreement was obtained between the model prediction and experimental data. It was found that temperature, peak voltage, and duty factor were critical acceleration factors for dielectric-charging effects whereas frequency had little effect on charging     

灰色系统在蓄电池健康管理中的应用研究

开展蓄电池的健康管理,必须加强蓄电池充放电过程控制,尤其防止过充电过放电发生。根据蓄电池的充放电过程影响因素复杂的特点,本文采用灰色模型预测蓄电池的充放电电压,并根据预测的电压控制蓄电池的充放电时间。实例表明,应用灰色系统对蓄电池健康管理能有效防止过充电和过放电现象发生,对延长蓄电池的使用寿命具有重要意义。     

灰色系统在蓄电池健康管理中的应用研究

根据蓄电池的充放电过程影响因素复杂的特点,采用灰色模型预测蓄电池的充放电电压,并根据预测的电压控制蓄电池的充放电时间。实例表明,应用灰色系统对蓄电池健康管理能有效防止过充电和过放电现象发生,对延长蓄电池的使用寿命具有重要意义。     

高效光伏充电控制器的设计

针对在水文监测系统中因充放电方式不正确造成的蓄电池损坏和监测系统不能正常工作的情况,设计一种基于STM32芯片的高效充放电管理系统。通过对光伏电池和铅酸蓄电池充放特性的分析,采用BUCK电路和最大功率点跟踪（maximum power point tracking,MPPT）技术实现对蓄电池的充放电过程进行有效控制,提高光伏电池充电效率,保证了水文监测系统能够高效稳定工作。设计完成系统的软硬件设计及相关实验,并得出实验结果和结论。实验结果表明,该控制器能够根据蓄电池端电压自动切换充电方式,避免了由于充电电压过高过低引起的蓄电池使用寿命缩短,同时相对普通充电控制器具有更高的充电效率。     

动态分时电价机制下的电动汽车充放电调度策略研究

峰谷分时电价下会在基础负荷低时形成新的负荷峰。建立了一个以电动汽车充放电费用最小,电动汽车接入所引起的电网损失最小以及对电压稳定性的影响最小为优化目标的电动汽车充、放电调度数学模型,并通过凸优化算法解决了多变量、多目标和高维优化问题。考虑反复潮流计算的繁琐性,利用网络损耗灵敏度和L-P灵敏度来提升调度效率,并将电压稳定作为约束来保证调度过程中不会出现电压失稳的情况。最后在改进的IEEE33节点配电网系统中进行算例验证,表明本文所提方法可以降低充放电费用,满足用户对经济性的考虑,另外可以降低电动汽车充电负荷对系统的网络损耗和电压稳定的影响。