多线圈耦合WPT系统效率优化控制策略研究

针对多耦合无线电能传输(WPT)系统存在的高传导损耗现象,提出了一种基于扰动观测法的多线圈耦合WPT系统最大效率跟踪控制策略.此处首先建立了多耦合WPT系统等效电路模型,在系统谐振的情况下,分析了系统整体传输效率与源端电压有效值之比的关系;再根据系统效率模型,以系统效率最优为目标,通过比例积分(PI)闭环实现副端恒功率控制,采用扰动观测法配合移相控制实现源端等效阻抗匹配,最后搭建了基于碳化硅器件的WPT样机模型,实验证明所提方法在不需要源、副端通信的情况下,可以实现多耦合W盯系统的最大效率跟踪控制.     

级联型能源路由器的复合控制方法

以能源互联网的最核心环节—能源路由器为研究背景,将前端级联H桥和双有源全桥(DAB)级分别进行独立控制时,将DAB级等效为输入独立输出并联拓扑进行研究.为提高其输出端负载情况突变及输入电压突变时输出电压的动态性能,借鉴直接功率思想,结合闭环控制和前馈控制,以H桥内的超前桥臂与滞后桥臂之间的移相角为控制变量,提出了一种复合控制策略.通过实验将所提复合控制与传统电压闭环控制进行性能对比验证.实验表明:该控制方法极大提升了变换器的动态性能,其控制实现也相对简单且对电路参数依赖性较小,有较好的兼容性和可移植性,在其他类型变换器动态响应研究中有借鉴的潜力.     

基于MAS的MMHC-BESS PQ控制SOC协同控制方法

由于电网中可再生能源发电的间歇性和易变性、用户侧负荷的不确定性以及能量的双向性,需要一种合理的微电网协同控制方案来实现多BESS微电网的可靠运行.鉴于模块化多电平复合变换器(modular multi-level hybrid converter,MMHC)电池储能系统(battery energy storage systems,BESS)的效率高、成本低等优点,根据MMHC-BESS的拓扑结构对其进行了建模和SOC估计,并在此基础上提出了一种MAS控制微电网MMHC-BESS PQ控制的SOC协同控制方案,实现了并网微电网内能量的供需平衡、容量不同的MMHC-BESS的SOC协同控制以及MMHC-BESS逆变器输出功率的限幅,最后通过仿真验证了所提方法的有效性.     

双耦合LCL拓扑ICPT系统的强抗偏移方法研究

感应耦合式电能传输(ICPT)系统在线圈偏移时会造成输出功率和输出电压波动,现有的抗偏移方法存在过于依赖系统建模且自适应性较差的问题,且大多没有考虑耦合系数连续变化对系统输出特性的影响。针对上述问题,以基于DDQ线圈的双耦合LCL拓扑ICPT系统为研究对象,提出了一种基于变论域的模糊自适应控制的强抗偏移方法。首先通过电路分析推导出双耦合LCL拓扑ICPT系统的输出功率表达式,得到输出功率与耦合系数及系统参数之间的关系;然后借助有限元分析软件ANSYS对DDQ线圈进行三维磁场建模,得到了耦合系数与线圈偏移量之间的对应关系,在此基础上,以得到的3组偏移量与耦合系数的对应值为数据,并以系统输出功率波动的偏差平方和为目标函数,提出了基于自适应粒子群的ICPT系统参数优化方法,得到输出功率波动最小的一组系统最优参数值,一定程度上提升了系统的抗偏移性能;最后采用基于变论域的模糊自适应控制方法,通过动态调节PID控制系数的修正值实现快速调节负载端电压的目的,以使系统输出较高的功率。仿真结果表明:该方法解决了现有方法存在的自适应性较差的问题,能很好地适应耦合系数连续变化的工况,具有较好的适应性和控制效果,提升了ICPT系统的强抗偏移性能,维持了负载端输出电压的基本恒定。     

模块化多电平储能复合变换器SOC均衡策略研究

以物理结构及功能上高度集成为目标的模块化多电平变复合变换器(modular multilevel hybrid converter,MMHC)电池储能系统(battery energy storage system,BESS)可以直接并入中、低压交流电网,相较于其他电池储能系统具有效率更高、成本更低的优点,有利于解决分布式新能源发电侧出力的间歇性和不确定性问题,实现用户侧负荷的削峰填谷.根据MMHC-BESS拓扑结构特点,给出了MHHC-BESS的调制策略,针对多电平变换器电池储能系统中电池组采用安时积分法配合开路电压法对电池荷电状态(state of charge,SOC)估计效果差的问题及MMHC-BESS能量利用率的问题,分别提出了基于扩展卡尔曼的电池模型闭环SOC估计策略及二层SOC均衡策略,实现了MMHC-BESS所有电池组SOC的精确估计及MMHC-BESS的相间、相内所有电池组模块SOC均衡,并搭建了仿真模型,验证了所提SOC估计方法及均衡策略的有效性.     

模块化多电平复合变换器电池储能系统容错控制策略

模块化多电平复合变换器电池储能系统(modular multi-level hybrid convert-battery energy storage system,MMHC-BESS)适用于中低压电网,有利于解决可再生能源并网问题.但随着子模块数量的增加,系统的可靠性面临着巨大的挑战.为增强储能系统的容错运行能力,针...     

模块化多电平复合变换器电池储能系统模型预测优化控制策略

基于MMHC-BESS，将MPC算法与占空比调制思想结合，提出一种可有效减小系统计算负担的模型预测优化控制策略。控制策略利用MPC算法实现功率控制，通过变换器的离散模型反推出最优输出电压，采用载波移相调制方法实现开关信号输出。同时考虑电网电压不平衡状况，利用MPC算法对负序电流及功率波动进行抑制，具备较好的冗余容错运行能力。最后通过仿真模型验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

基于改进型一致性算法的储能SOC均衡控制方法

针对光伏、风机等具有不受控性和波动性的分布式发电系统（DGS）大规模并入电网造成的储能单元出力不均匀和荷电状态（SOC）不均衡的问题，基于多代理系统提出了一种基于梯度补偿的改进型一致性算法。将DGS、退役动力电池储能系统（DPBESS）和电网共同组建成多代理微电网系统。在改进一致性算法基础上设计了SOC均衡控制方法，加快了无中心控制器的储能系统SOC均衡速度，保证了微电网内能量的供需平衡。通过仿真验证了所提控制方法的有效性。     

储能型MMC-HDT的无源控制及模式切换控制策略

针对智能煤矿建设的需求和煤矿井下电网存在的问题，提出了一种含有储能模块的储能型模块化多电平混合式配电变压器（MMC-HDT）。首先，对提出的储能型MMC-HDT进行建模，并考虑电网故障和储能荷电状态（SOC）给出四种工作运行模式。其次，根据MMC-HDT交流侧的端口受控耗散哈密顿模型（PCHD）设计无源控制器。最后，设计四种工作运行模式的切换控制策略。实验结果表明，所提控制策略在储能型MMC-HDT中，馈网电流稳态总谐波畸变率进一步降低，有效限制电压故障时馈网电流无限制突增；在任何电网电压故障状态下，均可以实现负荷电压保持在额定值处，可以实现不间断供电的功能，提高了配电系统的可靠性。