永磁操作机构真空断路器储能电容参数的选择

为了确定配用于真空断路器的永磁操作机构分、合闸激磁线圈放电电容参数,进行了相关的理论分析和储能放电电容不同电容量下永磁操作机构特性试验研究。在永磁操作机构分、合闸过程中,电容器的放电过程必须是阻尼情况,由此可确定储能放电电容的参数基值。其最终值,应在调试真空断路器动态指标的过程中确定。     

永磁同步电机重载驱动的伺服压力机动力系统电容储能参数

阐述了曲柄机械式伺服压力机样机研制的整机方案,动力系统以永磁同步电机和电容储能装置的组合取代传统机械压力机的异步电机和机械飞轮—离合器组合,重点对该动力系统的电容储能参数进行了研究。分析了伺服压力机的工作模式及该电容储能装置在冲压过程电压电流的变化情况。在Matlab环境下建立重载伺服驱动系统的模型,以研制一台80t的伺服压力机为目标,通过仿真对电容储能参数的选取进行分析,提出一组合理的储能参数,并设计实现了该样机的重载伺服驱动系统。结合曲柄式机械压力机,以液压蓄能器作为负载对象进行试验。结果证明,该伺服系统能够满足压力机冲压加工的重载驱动特性,提出的储能参数是合理的,设计的电容储能装置不仅可以实现机械飞轮的助力作用,而且减缓了峰值电流对电网的冲击,采用的动力系统方案具有大功率高过载的特点,在伺服压力机场合应用是可行的。     

储能式有轨电车车地一体化配置模型

为了实现储能式有轨电车系统的经济运行,提出一种新型的联合车载储能系统配置和地面充电站容量的优化配置方法。基于车辆运行工况和充电站能量效率,推导包含储能系统全寿命周期与能量补给的综合成本函数,结合粒子群算法构建优化配置模型。进而对比现有纯超级电容储能的"站站充"运行模式,从经济性的角度分析混合储能方案的优势。为了兼顾混合储能系统配置和充电站容量,采用的模糊控制不仅能合理地分配系统功率,还能调节超级电容的放电深度。最后,通过对实际工况进行算例分析,仿真结果证明了所提优化配置模型的有效性。与纯超级电容方案相比,混合储能方案在日均综合成本上降低了15.6%,对充电站容量的需求降低了68%。     

永磁操动机构储能电容大小的确定方法研究

真空断路器永磁操动机构的驱动电源多采用储能电解电容器,电容器容量大小对永磁机构的动态特性有重要影响,但如何确定电容器容量大小尚无明确原则。基于此,笔者通过分析永磁机构的电路励磁特征和运动特性,提出一种电容量大小确定方法,即可根据电容放电电流的第1个峰值达到永磁机构动作的临界电流来确定电容容量。在此基础上,以某永磁操动机构为例,具体介绍了电容大小的计算步骤。最后,根据所确定的储能电容大小计算了永磁机构动态特性,计算结果表明,笔者所提出的储能电容大小确定方法既可保证断路器可靠分、合闸,又能使电容量取值最小,从而优化了永磁机构的设计。     

永磁同步电机重载驱动的曲柄伺服压力机动力系统参数

阐述了曲柄伺服压力机重载驱动的动力系统方案,鉴于压力机冲压加工过程负载具有的瞬时重载特性,对该动力系统的永磁同步电机电参数和电容组容值分别进行了理论分析,并通过推导提出了近似求解的解析表达式。以研制一台80吨的曲柄压力机为目标,根据理论公式计算得到的各参数值,设计并实现了该动力系统的电容组储能硬件装置和永磁同步电机驱动伺服系统,以液压蓄能器作为加载对象进行了试验测试,实验结果显示该动力系统参数解析公式是合理的,这为该类型伺服压力机的研发及优化提供了理论依据。     

模块化多电平换流器电容用量的标幺化分析与设计方法

子模块电容用量是影响模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)体积和成本的关键因素。提出了以单位容量额定储能值作为MMC电容用量的统一的衡量与直接设计指标,建立了直接描述MMC所需额定储能值与电容电压波动率之间关系的标幺化计算模型,使不同额定参数MMC的电容用量的衡量、计算和分析可以得到统一和简化。与以子模块电容值作为分析和设计指标的传统方法相比,MMC额定储能值标幺化计算模型去除了多种参数对计算过程的影响,揭示了基准调制比和输出功率范围是影响MMC额定储能值的关键因素。基于所提出的额定储能值标幺化计算模型,对MMC额定储能设计值随基准调制比和功率输出范围的变化规律进行了详细分析,为MMC电容用量的设计和优化提供了明确的依据。数字仿真和物理试验结果验证了所提方法的正确性。     

基于回归模型的永磁操动机构励磁回路优化

永磁操动机构励磁回路是影响其合闸特性的关键结构。为此对其工作原理和经典数学模型进行分析,针对经典模型中涉及的励磁回路主要变量,基于二次回归正交试验建立数学模型,研究回路中储能电容容量、初始电压及励磁线圈匝数等参数对机构合闸特性的影响,并在此基础上定义了励磁回路综合评价系数,利用该系数对机构进行优化设计。优化结果显示:优化后机构平均合闸速度提升的同时大大降低了储能电容容量,综合优化率达到61%,使得励磁回路参数配置合理化,机构执行能力高效化。真空断路器永磁操动机构励磁回路的优化设计通过了仿真试验验证,为机构开发及结构优化提供了技术支持。     

应用超级电容提高风电系统低电压穿越能力

针对使用背靠背全功率变流器的永磁直驱风电系统,提出应用由超级电容和双向DC/DC变换器组成的储能系统提高风电机组的低电压穿越能力.研究永磁直驱风电系统的结构和控制策略,以及基于超级电容的储能系统平衡系统功率的特点,建立永磁直驱风电系统和基于超级电容的储能系统的模型,并给出控制策略和主要仿真参数.仿真结果显示,储能系统在电网电压发生跌落时,迅速平衡了直流母线两侧的功率变化,使直流母线电压保持稳定,并将风电机组与电网故障相隔离,保证风电机组继续向电网传输能量,从而提高风电系统的低电压穿越能力.     

基于小波分解的含备用系统混合储能系统功率分配

本文基于自适应小波包分解平抑风电波动来进行初始的功率分配,提出了采用带有备用系统的蓄电池-超级电容的混合储能系统,根据不同的实际风电出力波动情况,通过自适应小波包分解的方法对风电出力进行分解重构,求解出最优的自适应小波分解层数。针对蓄电池和超级电容构成的N个储能系统模型,增加一个备用系统,形成含有"N+1"个储能的系统,采用备用容量对分界的小波层进行吸收,对其进行功率分配,减少蓄电池的频繁充放电,以提高超级电容对于高频功率的吸收。在算例分析中,超级电容减少了对大幅值的功率吸收,备用系统承担了分界层的功率吸收,"N+1"储能系统能够实现功率的合理分配,提高储能元件的使用寿命。     

钕铁硼永磁单相同步电动机的研制

介绍了钕铁硼永磁单相同步电动机的基本结构、运行原理和样机设计及转子加工方案，讨论了样机起动电容和运行电容的配置问题，报告了样机的主要性能及负载试验结果，最后简要分析了钕铁硼永磁单相同步电动机的经济性问题。