基于容量修正的阀控式铅酸蓄电池SOC估计

阀控式铅酸蓄电池(valve regulated lead acid battery,VRLA)广泛应用于储能系统中,准确估算其实时荷电状态(state of charge,SOC),对确保铅酸蓄电池安全供电具有重要意义。铅酸蓄电池的工作环境温度对其容量的影响不可忽视,然而,现有的SOC估算方法常将电池总容量视作固定值,这就导致了估算误差会随着环境温度的变化而积累,严重影响了SOC的估算精度。提出了一种基于容量修正的SOC估计方法,通过研究电池容量随温度的变化规律,引入了温度补偿对电池总容量进行修正。在此基础上,结合扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行不同温度下的SOC实时估计,并对容量修正后的SOC估计值与一般算法SOC估计值进行比较。仿真和实验结果表明,所提出的SOC估算方法能够提高不同环境温度下的铅酸蓄电池SOC估计精度。     

无锁相环方法综述

并网功率变换器对锁相环(PLL)的性能要求很高,然而由于电网电压存在不平衡和频率偏移问题,电网电压的检测和锁相角计算过程会产生一定误差,因此无PLL控制策略得到越来越多的重视。介绍了现有无PLL的电流检测法工作原理,分析了其优缺点。针对三相并网逆变器提出了一种改进型无PLL空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法,使控制不受电网不平衡情况的影响,通过仿真和实验验证了理论分析。最后以该逆变器为例,参考各种无PLL电流检测方法,对逆变器的无PLL控制策略进行实验,并从动态响应速度、适用性与算法复杂性等角度进行对比,指出了无PLL控制策略研究难点和今后研究方向。     

应用于调度数据网的双电源不间断供电电路

在电力系统中,逆变电源作为调度数据网的供电电源,存在因控制模块损坏而导致全站通讯中断的风险。采用双电源供电方案,将变电站交流电源作为备用供电电源,提出一种不间断供电电路,能够实现调度数据网供电电源在逆变主电源与交流备用电源之间的自动切换。所提出的不间断供电电路所有辅助电源均由当前有效供电电源引出,即由主电源或备用电源提供,无需额外自备辅助电源。对双电源供电模式进行了分析,给出了不间断供电电路具体设计方案,并通过仿真和实验验证了所提出电路的有效性和可靠性。     

电动汽车驱动充电一体化控制策略研究

针对目前电动汽车驱动器和充电机相互独立而占用较大车内空间、增加车辆重量等问题,研究了驱动充电复用型变流器及其控制策略,驱动器和充电机的主功率电路共用一个三相桥式交直流变换(AC/DC)变流器,可实现能量的双向流动。文中给出了复用型变流器在驱动和充电时的工作原理,分析了2种工作状态下的矢量控制策略,通过对比研究得出统一的电流控制结构,实现了驱动器和充电机的一体化,减少了电动汽车空间和重量,同时讨论了控制参数对电流环性能的影响,最后通过仿真验证了理论分析。     

三相双Buck逆变器过零畸变问题与解决方法

双Buck拓扑克服了传统桥式拓扑上下桥臂的直通问题,将其应用于三相并网逆变器,能够避免驱动信号死区引入的低次谐波,从而降低进网电流谐波含量,且外接快恢复二极管续流,减小了反向恢复损耗。然而,为消除电感的偏置电流以及提高逆变器效率,双Buck逆变器需采用半周期控制策略,导致了进网电流的过零畸变。针对带LCL滤波器的三相双Buck逆变器,分析半周期控制所导致过零畸变的原因,提出带纹波电流负反馈的半周期空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制方法,通过在过零点处改变空间电压矢量的基准,有效地消除了进网电流过零畸变,并讨论新型控制算法对系统稳定性的影响,通过仿真和实验验证理论分析。     

两级宽输入DC/DC变换器设计与建模分析

宽输入DC/DC变换器功率器件承受电压应力变化范围大,增加了电路损耗,减小了使用寿命。两级式变换器能够减小电路中功率器件的电压应力,但控制较为复杂。此处研究了一种电流控制型双Buck级联形式的宽输入开关电源,仅对后级电路进行闭环控制,简化了控制,有效减小了电路体积。建立了电路传递函数模型,讨论了电路的稳态特性及动态特性,进行了电路的稳定性分析,并通过仿真与实验分析,证明了电路具有良好的动态性能和输出稳定性,从而验证了设计方案的可行性。     

基于温度补偿的动力锂电池SOC估算方法

动力电池的荷电状态(State of Charge,SOC)是电动汽车的重要参数之一,直接影响电动汽车的安全控制与可续行里程的评估.电池总容量作为估算电池SOC的重要变量之一,其与使用环境温度密切相关,而在SOC估计算法中常被认为是恒定值,从而影响不同环境温度下锂电池SOC估计精度.为实现对锂电池SOC的准确估计,考虑温度对锂电池容量等特性参数的影响,通过引入温度补偿模型,并结合扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法实现对锂电池SOC的动态估计.在不同环境温度下模拟电动汽车实际工况对锂电池进行放电试验,并比较未经温度补偿的SOC算法与补偿后的SOC算法精度.研究结果表明,所提出的方法适用于不同温度的锂电池,能实现较为精确的估计.     

基于EKF算法的分布式光伏发电异常数据排查技术

分布式光伏发电运营过程中,会因设备故障、仪表测量误差、用户个人行为等干扰因素导致运营系统采集异常数据,因此需要对异常数据进行排查,有助于保障光伏发电用户数据库的准确性和可靠性,并识别存在运营问题的分布式光伏用户。基于上述原因,本文针对分布式光伏系统的特殊性,提出一种光伏发电运营系统异常数据排查技术,结合温度、辐射量、纬度、时令等环境因素,采用中心复合设计方法,通过有限的数据量建立较为精确的发电量数学模型,采用扩展卡尔曼滤波算法对采集到的发电量进行修正,从而排查和消除异常数据。该方法能够实现发电数据的预测,能够快速、可靠地排查异常数据,文中给出了排查原理和具体的实现过程,最后通过实验结果证明了所提出技术的有效性。     

不理想电网下基于二阶广义积分的锁频环

三相AC/DC变流器广泛应用于中高功率场合,快速准确的相位同步检测是其控制的基础。然而由于电网电压存在不平衡和畸变的问题,电网电压检测和锁相角计算过程中会产生一定误差。因此,需要采用更高性能的锁相(频)环技术。这里针对可实现能量双向流动的三相AC/DC变流器,讨论了基于二阶广义积分(SOGI)的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略的可行性,分析了电网角频率与SOGI的给定谐振角频率出现偏差时的问题。针对这一问题,提出了一种基于SOGI的锁频环(SOGI-FLL)技术,给出了其在频域上的数学模型,并分析了其动态响应性能。与常规锁相环(PLL)相比,SOG-FLL能够快速精确地从不平衡和畸变的电网电压中分离出正序分量,仿真和实验结果验证了其可行性及动态性能。     

基于电感的串联电池组新型主动均衡拓扑及控制策略

均衡技术对提高串联电池组充放电的可靠性、延长电池寿命等具有重要的意义。针对现有电感均衡电路存在能量仅能在相邻电池单体之间转移、应用场合有限以及电路中元器件数目较多等问题,提出了一种基于电感的串联电池组新型主动均衡拓扑,并研究了相应的均衡控制策略。通过对电感的选择性充放电,实现电池单体和电池组之间的能量转移,避免了能量仅在相邻电池单体之间转移而导致均衡时间过长的缺点,具有电路结构简单、易于控制等优点。通过对所提均衡电路拓扑及其开关模态的分析,以及对均衡策略的详细介绍,给出了均衡系统的整体设计方案。仿真和实验结果表明,所提出的均衡方案具有良好的均衡效果。