一种适用于航空电力作动器负载的三相PWM整流器最大功率控制

航空电力作动器是未来多电飞机电网的重要负载,具有功率大范围快速变化的用电特性,被称为动态负载。为获得好的用电性能,本论文研究了适用于电力作动器的PWM整流控制技术,提出了一种最大功率输出的控制方法。该控制方案解决了负载电流大范围变化时,整流器输出电压动态压降较大,甚至不稳定的问题。论文分析了航空电力作动器的负载特性及其对供电电源的影响,论述了基于最大功率输出控制的三相PWM整流器的设计思想和系统结构。通过仿真,将提出的最大功率控制方案与传统的双闭环PI控制器的控制效果进行了比较。并用一台10kW电力作动器样机作为负载进行了实验验证。仿真和实验结果表明,这种控制器可在一定程度上提高整流器的输出功率,对大范围变化的动态负载有更好的控制性能。     

高阶累积量在红外热像损伤检测信号分析中的应用

针对常规红外检测信号的脉冲相位法没有考虑测量噪音,简单的Fourier变换对数据信息的挖掘不足、利用率不高的问题,提出在处理中引入非高斯特性分析,应用三阶累积量和双谱估计对信号进行分析,提取发生损伤时信号的特性信息,得到分辨完好区域与损伤区域的特征判据。给出信号分析中三阶累积量和双谱的定义,分析其幅值和相位的对角切片谱在提取损伤特征方面的优势,最后对比分析两者在实际检测中的效果。结果表明:利用该方法具有良好的抗高斯和非高斯对称分布型噪音的优点,且运算量小、计算速度快。同时,弥补了传统脉冲相位法中幅值谱不宜使用的缺点。     

基于交流恒功率负载特性的交直流混合微电网系统大信号稳定性判据

交直流混合微电网系统中,大量电动机负载和变换器负载由受闭环控制的电力电子设备连接交流母线,具有负阻抗特性,可视为交流恒功率负载.这些负载在大扰动情况下类似正反馈,会增强扰动信号,降低系统稳定性,严重时甚至导致整个微电网系统无法正常工作.另一方面,储能单元是系统的惯性环节,合理控制可增强系统稳定性.为了保障并网运行的交直流混合微电网系统大信号稳定性,文中应用混合势函数方法提出储能单元互联变流器稳定控制策略,补偿交流恒功率负载的动态性能.首先,根据abc-dq坐标变换,分别得到交直流混合微电网系统在储能单元充放电状态的简化模型;接着,分别建立系统的混合势函数模型;最后应用第3稳定性定理,分别推导得到储能单元不同工作模式下的大信号稳定性判据.判据给出了滤波参数、交流恒功率负载功率、储能单元充放电功率、储能单元AC/DC变流器电流内环比例环节系数、电压外环比例环节系数的稳定限制条件.实验结果验证了所提大信号稳定性判据的正确性.     

具有双级LC滤波器的恒功率负载系统在大扰动下的稳定性

现代军用多电飞机270V直流供电系统中的功率电子负载和电动机负载不断增加,这种负载因内部闭环控制而呈现恒功率的特性,即呈现出负阻抗特性,该特性与滤波元件间的相互作用会严重危害系统的稳定性。研究具有双级LC滤波器的恒功率负载系统的稳定性,建立基于混合势函数理论的数学模型,推导得到系统在大扰动条件下的稳定性判据。该判据是在考虑恒功率负载负阻抗大小的基础上,给出了滤波器元件参数的约束条件。分析及实验结果表明,该判据能够保障系统在大扰动下的稳定性,且结构简单,便于应用。     

基于电价引导的电动汽车与综合能源系统交互策略

在能源互联网的大背景下,综合能源系统(integrated energy system,IES)和电动汽车(electric vehicles,EV)受到广泛关注.该文提出基于电价引导的IES与EV交互策略,平抑IES总电负荷波动,提高运行效益.首先基于模糊算法建立计及电价影响的EV用户充电概率仿真模型,提出动态分时定价策略引导EV有序充电,降低IES总电负荷峰谷差.其次,构建了包含EV电价引导层与IES能量调度层的双层能量调度模型,实现EV与IES的能量协同交互,并研究了基于电价引导的EV充电策略对IES能量优化调度和运行成本的影响.最后以北方地区某IES园区为运行场景开展算例研究,电价引导后IES的峰谷差降低了32.52％,IES运行成本降低了9.93％,EV充电费用降低了19.85％.结果 表明,基于电价引导的EV与IES交互策略能够减小IES总电负荷峰谷差,提高IES运行效益并降低EV用户充电费用,且上述效果随EV负荷比重增加而趋于显著.     

蓄电池模型参数辨识及在SOC估计中的应用

蓄电池在直流微网中广泛应用,在使用过程中,需要对蓄电池的荷电量进行在线预测,即进行SOC估计,对蓄电池的模型以及参数辨识有较高的要求.由于蓄电池同时具有电特性与化学特性,建立精确的模型比较复杂,本文对蓄电池常用的5种模型进行了对比,并基于混合动力脉冲能力特性HPPC实验结果分别对Thevenin模型和GNL模型进行参数辨识,通过MATLAB仿真对2种模型的准确性进行了对比,在应用扩展卡尔曼滤波法进行SOC估计时,分别对2种模型参数得到的估计结果进行了比较验证.     

基于扩展卡尔曼滤波法的锂离子电池荷电状态估算方法研究

电池的荷电状态(SOC)定义为电池当前容量与额定容量的比值,是电池能量管理系统的重要参数,准确获取电池SOC能够提高能量管理系统工作效率,延长电池组寿命.然而现有测量指标不能直接反映电池的荷电状态,需要进行SOC估算.开路电压法和电流积分法可粗略计算电池SOC,但会随着时间产生累积误差,严重影响蓄电池SOC估算的精确性.本文基于扩展卡尔曼滤波方法对磷酸铁锂蓄电池的SOC进行预估,并与传统方法进行了比较,结果表明,该方法能减小SOC估算误差,有效提高蓄电池SOC估算的准确性,且速度快,适合在线预测.     

带恒功率负载的交直流混合微电网系统大信号稳定性分析

在交直流混合微电网系统中,绝大部分负载都是通过电力电子变换器与微网母线连接,闭环控制的电力电子变换装置可视为恒功率负载,具有负阻抗特性,在扰动情况下,会影响系统稳定性,甚至导致整个系统无法正常工作.该文考虑恒功率负载动态性能,在储能单元充、放电模式下应用混合势函数理论对并网交直流混合微电网系统进行大信号稳定性分析.首先,将整个系统等效为dq旋转坐标系下的直流系统.接着分别建立储能单元充、放电的混合势函数模型,进行稳定性分析,得出系统大信号稳定性判据.所得到的大信号稳定性判据给出了直流侧稳压电容、交流侧滤波电感、互联变流器电流内环控制参数kip、电压外环控制参数kvp与系统能带恒功率负载功率最大值的关系.对比可知,当储能单元由充电变为放电时,交直流混合微电网系统能带恒功率负载的功率最大值显著增加.最后,应用Matlab软件搭建交直流混合微电网系统仿真模型,仿真结果表明,所提判据能够保证交直流混合微电网系统大扰动下的稳定性.     

基于Maxwell的直流DC-DC变换器电感的防饱和设计

采用传统的铁氧体磁芯电感极易发生饱和现象,为了抑制电感饱和,采用新型铁硅铝磁芯代替铁氧体磁芯.本文利用Maxwell软件分别对铁氧体和铁硅铝2种磁芯材料电感的磁场进行了分析,通过仿真结果可方便比较随着电流变化,2种磁芯的饱和特性以及相应电感值的变化规律,分别得到2种材料的适用场合,并进行了实验验证.仿真和实验结果表明,基于传统的计算方法再加上Maxwell软件仿真分析方法,可使设计的电感抗饱和能力更强.