燃料电池发电装置能量管理控制系统设计

针对燃料电池动态响应上的不足,该文探讨了燃料电池发电系统中的能量管理控制系统的设计方法。讨论能量管理控制系统的结构和控制器的设计,提出了一种基于电流间接控制的能量管理控制方式。建立了能量管理控制系统的控制模型,重点分析了控制系统中电流控制环路的设计方法。针对能量管理的需求,设计了一套基于状态转移控制能量管理的控制算法用于管理超级电容中的能量。建立了5 kW燃料电池发电系统,通过实验验证了所设计的能量管理控制系统的有效性。     

基于超导储能系统的风电场功率控制系统设计

风电场输出功率的波动性和间歇性会给电网带来不利的影响。为了降低风电场并网对电能质量的影响,文中阐述了一种基于超导储能系统的抑制风电场功率波动的间接控制方法。利用超导储能系统的四象限功率运行能力来补偿风电场输出的有功和无功功率波动,并抑制由此产生的电网电压波动;通过合理设计超导储能系统功率调节器的带宽来优化储能量。通过对风电场连接于弱电网的仿真,验证了所提出的功率控制策略的有效性。     

三相四线制软开关SiC逆变器软开关工况分析

逆变电源的开关频率上限受到功率器件的动态损耗限制,导致较大的输出滤波元件的体积。零电压开关正弦脉宽调制(ZVS-SPWM)三相四线制逆变器电路只需引入1个辅助开关和2个较小的无源元件,就可以实现电路中所有开关器件的零电压开关。重点分析了SiC MOSFET寄生电容对零电压开关实现的影响,并在此基础上探讨了等效寄生电容值的提取方法,修正了零电压开关条件和功率器件电流、电压应力的计算值。最后在10 kW SiC MOSFET三相四线制零电压开关逆变器实验平台进行了验证。     

一种应用于电动汽车充电机的谐振变换器设计

介绍了一种电动汽车充电模块拓扑,该拓扑包括了前级的PWM整流器和后级的谐振变换器。由于电动汽车车载电池的电压变化范围较宽（200~450 V）,为了提高全电压范围的转换效率,谐振变换器根据输出电压的变化,分别工作于3种模式：亚谐振频率调频模式、固定开关频率模式和超谐振频率调频模式。分析了3种工作模式的损耗,设计了谐振变换器的主电路参数,并在10 kW实验样机进行了验证。     

磁浮列车非接触紧急供电技术中附加发电机绕组设计

磁浮列车上的用电设备由车载直线发电机和蓄电池提供电能.当列车处于低速状态时,直线发电机上产生的电能将不能满足列车充足供电的需要,这样当车载蓄电池的能量消耗完毕时,就会造成磁浮列车的停车.一种注入谐波电流的非接触紧急供电技术能够较好的解决磁浮列车故障停车后的供电问题.本文探讨了这种技术中附加发电机绕组的设计方法.文中首先介绍了非接触紧急供电技术的原理,然后推导了磁浮列车单个磁极上输出最大功率时附加发电机绕组的设计,最后通过仿真和实验进行了验证.     

5kW燃料电池分布式并网发电系统设计

介绍了5kW质子交换膜燃料电池分布式并网发电系统的结构设计,重点介绍了系统中基于加权平均电流反馈的并网电流控制和能量管理设计,通过实验对设计进行了验证.实验结果表明,该系统可以很好地工作于独立运行和并网运行两种状态,在负载突变时,能量管理单元可以给燃料电池提供动态功率缓冲,保障电池工作安全.     

燃料电池不间断电源的功率变换拓扑研究

本文探讨基于燃料电池的UPS(FC-UPS)功率变换拓扑设计思路和综合方法,获得了多种燃料电池UPS拓扑结构。针对其中一种结构,进一步分析了几个典型的功率变换电路实现方法,并通过理论和实验比较三种逆变拓扑的效率。探讨了超级电容的接入方法,通过理论分析和实验,比较了不同接入方法的特性     

三电平和两电平逆变器效率分析与比较

在分析、计算二极管箝位型三电平逆变器和两电平逆变器的通态损耗、开关损耗以及输出滤波电感损耗的基础上,对这两种逆变器的损耗、效率进行了比较。     

三相四线整流器的中线电流控制

六开关三相四线PWM整流器拓扑是适合于中大功率高频UPS装置的前级整流器拓扑.与常规的六开关三相三线整流器相比,三相四线整流器输出正负直流母线,并且输入侧存在零序电流通路,如果沿用三相三线整流器的控制方法,必然会引起很大的中线电流.针对此问题.讨论了三相四线PWM整流器输出为正负直流母线电压均衡控制和中线电流控制问题,建立了三相四线整流器数学模型,分析了中线电流产生的机理以及抑制的方法,设计了基于同步旋转坐标系的三相四线整流器的控制算法.在功率40kW的实验样机上验证了控制方法的有效性,保证了输出正负母线电压的平衡及较小的输入电流谐波.