太阳能LED照明系统充电控制器设计

设计一种太阳能LED照明系统充电控制器,既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性。构建实验系统,测试表明,控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换,MPPT充电效率较恒压充电提高约16%。该充电控制器既实现了太阳能的有效利用,又延长了蓄电池的使用寿命。     

空间S4R电源系统的设计与实现

采用S4R功率调节技术能降低电源系统的控制难度,并具有较高的充电效率,同时能降低PCU的质量和热功耗,是一种具有广泛应用前景的卫星电源技术。介绍了一套42 V母线S4R功率调节技术空间电源系统,对S4R功率调节系统的技术特点、设计方法和实验情况进行分析总结。     

功率变化下的储能变流器高效充电控制

在分布式储能变流器中,输入源的功率波动以及负载的变化会对蓄电池状态以及充电功率造成影响。为了提高蓄电池的充电效率,设计了一种具有稳定系统直流母线电压的变电流充电控制策略。针对直流输入采用恒压控制,维持母线电压恒定;充电时提出了一种带有功率优化配置的电流预测控制,从而提高跟踪随充电功率波动的电流期望值的快速性,实现了在系统无法达到充电额定功率或蓄电池电量不足的情况下及时对蓄电池补充电能。最后,通过仿真和实验分析验证了所提控制策略的有效性。     

绕月飞行器用电源控制器设计及实现

电源控制器承担着飞行器在轨工作期间的能量传输和功率调控任务.针对绕月飞行任务的特点,电源控制器的设计继承与创新相结合,突破了多母线多域统一控制、多级全调节开关分流、可选择多级可变大电流充电、电池压力弱信号采集处理与充电控制、在轨智能充放电管理、过压力充电模式自动切换、多模块放电均流平衡控制等多项关键技术,成功研制出了我...     

基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计

研究了基于Zeta/Sepic双向变换器的光伏半导体发光二极管(LED)照明系统,提出一种充电控制算法,其既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性;设计一种基于HV9930控制芯片的LED恒流驱动电路。构建实验系统,测试表明,控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换,MPPT充电效率较恒压充电显著提升,LED驱动电路恒流效果好。     

分布式配电网多端口能量路由器协同控制方法

提出了分布式配电网多端口能量路由器协同控制方法,实现了在功率均衡与母线电压平稳的前提下无缝切换多端口能量路由器各工作模式,保障配电网运行的安全稳定。该方法选取包含并网接口、蓄电池接口、负载接口以及光伏接口的四端口能量路由器拓扑结构作为协同控制对象,结合分布式与集中式控制设计分层协同控制方法,实现对蓄电池充、放电的均流稳压控制,以及工作模式切换时的直流母线电压平稳与功率均衡控制,达到无缝切换各工作模式、实现各工作模式协同运行的目的。结果表明,在该方法的控制下,多端口能量路由器中储能蓄电池可实现恒流充电中两相电路充电电流的均衡,保持恒压充、放电过程中蓄电池电流、电压、恒压放电过程中母线电压的稳定,能量路由器可实现多工作模式切换过程中功率的均衡及直流母线电压的稳定,为分布式配电网平稳安全运行提供保障。     

基于新一代电源控制器的锂电池在轨管理分析

卫星电源系统已广泛采用锂离子蓄电池组作为在轨储能装置.介绍了基于新一代电源控制器的锂离子蓄电池组在轨管理策略,重点阐述了新一代电源控制器充电控制方式和新一代能源管理软件的应用.实际获取的卫星在轨数据表明,提出的管理策略,既能对锂离子蓄电池组进行恒流恒压充电,又能满足锂离子蓄电池组在轨控温及均衡需求,有助于延长电池使用寿...     

级联系统中Buck充电调节器前馈控制方法

针对航天用电源控制器(PCU)系统中的模块组成部分和运行特点,详细分析了PCU系统中顺序开关分流调节器(S3R)的运行模式和对母线电压的影响。当S3R调节母线电压时会产生由滞环控制引起的不定频率的母线纹波,造成了以母线作为输入的蓄电池充电模块(BCR)的输出侧产生同频率的电压电流扰动。本文推导了DC-DC变换器在引入前馈控制以消除前向通道音频敏感率时,前馈控制器所需要满足的一般条件,根据BCR输出侧连接蓄电池,输出电压会随着充电过程变化的特点,提出了一种基于Buck变换器作为BCR模块时,能够跟随蓄电池电压变化自适应改变前馈控制器增益的控制方法,以实现BCR模块输出侧在全电压范围内对输入电压扰动进行抑制,实现对蓄电池充电电流脉动控制的最小化。     

光伏-蓄电池联合供电水泵系统用集成式单管DC/DC变换器

提出了一种用于光伏-蓄电池联合供电水泵系统的Buck+开关电感Buck-Boost集成式单管DC/DC变换器,分析了该变换器在不同工作模式下的输出电压调节能力;探讨了前级电路采用脉冲频率调制(pulse-frequency-modulation,PFM)控制且工作在恒压充电模式下时太阳能电池的稳定工作区;提出了基于PFM控制的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和蓄电池恒压充电双模式自由切换控制策略;给出了电感参数设计准则,以确保系统在整个光照、温度和负载变化范围内均正常工作;最后通过24 W样机进行了实验验证。研究结果表明,该集成式变换器具有结构简单、输出电压调节范围宽、效率和可靠性高等优点。     

基于MNUM-遗传算法的分布式电源P-Q优化控制设计

为了降低并网中分布式电源在输出功率指令突变时产生的功率过冲,提高系统功率控制鲁棒性,提出了基于多点非均匀变异遗传算法(MNUM-GA)的分布式电源P-Q控制系统优化设计方法。该方法的要点为将分布式电源P-Q控制器参数优化设计问题转换为一个典型的有约束优化问题,并将系统有功功率的误差绝对值时间积分性能指标(ITAE)和系统无功功率的ITAE设计为目标函数,而后利用所设计的MNUM-GA获得分布式电源P-Q控制器最优参数。最后在一台容量为2.5 kW三相并网逆变实验系统上进行了仿真测试实验和硬件平台测试实验。实验结果表明,相对于采用Z-N经验法、传统GA的分布式电源系统,所设计的基于MNUMGA的分布式电源P-Q控制系统具有最优的功率控制性能。     

动力电池组分散式主动均衡控制系统

针对动力电池组使用过程中单体SOC不一致问题,提出一种分散式主动均衡控制系统.首先,对"单体解耦-分散式控制器串联"主动均衡控制系统拓扑结构进行了分析.在此基础之上,通过在放电过程中实时调整分散式控制器母线电压调节系数α及均衡加速系数β,在保证母线电压稳定的前提下,实现了单体放电速率的线性动态调节.最后,在恒阻放电模式...     

高效光伏充电控制器的设计

针对在水文监测系统中因充放电方式不正确造成的蓄电池损坏和监测系统不能正常工作的情况,设计一种基于STM32芯片的高效充放电管理系统。通过对光伏电池和铅酸蓄电池充放特性的分析,采用BUCK电路和最大功率点跟踪（maximum power point tracking,MPPT）技术实现对蓄电池的充放电过程进行有效控制,提高光伏电池充电效率,保证了水文监测系统能够高效稳定工作。设计完成系统的软硬件设计及相关实验,并得出实验结果和结论。实验结果表明,该控制器能够根据蓄电池端电压自动切换充电方式,避免了由于充电电压过高过低引起的蓄电池使用寿命缩短,同时相对普通充电控制器具有更高的充电效率。     

无通信互联线储能系统的直流母线协调控制策略

针对无通信互联线的储能系统如何在不增加系统成本和复杂度的前提下维持直流母线功率平衡及电压稳定,提出了一种直流母线协调控制策略,DC/AC变流器采用定直流电压或定交流电压控制,两台DC/DC变换器采用包含电池充放电控制的改进型二阶直流电压偏差控制。通过对系统典型工况的分析,说明了系统中各个装置是如何协调工作的。搭建了微网实验平台对所提出的控制策略进行了实验验证,实验结果证明了该控制策略的有效性和实用性。     

锂离子动力电池无损充电机

锂离子动力电池无损充电机采用整体串联恒流、单体并联恒压的充电方法,对锂离子动力电池实现无损充电,无损的含意有两层,一是充电效率接近100%,充电功率基本无损耗;二是充、放电完全依据电池的特性曲线,电池本身在充、放电过程中完全无损害.该无损充电机免除电池管理系统,仅由简单的电路实现电池系统、充电系统、放电系统和维护管理系...     

基于蓄电池分只均充的小型高效风光互补电源的研究设计

运用风光发电的基本原理和蓄电池分只均充的基本思想,研究设计了一种基于蓄电池分只均充模式的小型高效风光互补电源,介绍了能量产生和存储部件的选型原则。电源系统采用先升压、稳压,后控制充电的控制方案,介绍了控制器的设计及控制方式。     

海岛直流微网复合储能系统控制策略设计与实现

针对海岛直流微网中发电微源输出功率不稳定造成的母线电压大幅度波动问题,基于300 kW海洋能集成供电系统的功率输出特点,采用由蓄电池和超级电容组成的复合储能系统,对其3种拓扑结构进行了对比分析,优选了对该供电系统而言最佳的拓扑结构,并提出了一种新型复合储能协调控制策略。该控制策略依据母线电压的3个阈值将系统划分成5个工作区域,储能系统依据直流母线电压值实现充放电工作模式的自动识别和切换;以蓄电池为主要出力单元,避免超级电容的频繁投切,减少不必要开关动作造成的系统谐波。利用搭建的实验平台验证了所述控制策略的有效性和可靠性。     

电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制

电动汽车无线充电系统动态充电能显著减小电动汽车动力电池的质量与尺寸,但由于动态系统中汽车运行状态会实时改变,因此电池在不同状态下的最优系统输出功率需求不同。系统在非最优输出功率下工作会影响其高效性及可靠性。文中提出电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制方法,根据整流电路的动态解耦机理对系统影响较小的特性,保证高效快速调节输出功率。建立了动态解耦控制系统数学模型,得到控制方案的计算因子,通过计算因子实现解耦占空比对输出功率的控制。仿真和实验结果表明,此种动态解耦控制克服了一般调节方式调节慢和效率低的缺点,实现了在动态充电过程中高效快速调节输出功率,优化系统性能。     

考虑储能充放电功率限制的并网光储虚拟同步机控制

光储虚拟同步机正常工作时,其输出功率跟踪指令值,光伏进行最大功率跟踪,通过储能消除光伏出力与虚拟同步机功率指令之间的偏差,抑制逆变器输出功率波动。而光伏具有波动性与不确定性,光伏功率波动超出储能调节能力时,会使直流母线电压出现较大偏移,影响虚拟同步机运行的稳定性。针对上述问题,提出了考虑储能充放电功率限制的并网光储虚拟同步机控制方法。根据储能荷电状态,对逆变器、光伏和储能进行协调控制。在储能充放电功率达到上限时,抑制并消除了直流母线电压偏移。在充分利用储能调节能力支撑虚拟同步机功率跟踪需求的同时,避免了储能的过放和过充,实现了光储虚拟同步机系统的安全稳定运行。PSCAD/EMTDC中的仿真和半实物仿真验证了所提出控制策略的有效性。     

基于CAN总线的蓄电池状态监控系统的设计

蓄电池充放电集散控制系统属于工业现场数据采集领域。此集散控制系统应用于某蓄电池厂的蓄电池性能优化车间,采用CAN总线协议将各分散控制器形成集中控制系统。控制器提供了良好的人机操作界面,操作人员可以设置蓄电池充放电过程中的参数,控制器根据存储的参数对蓄电池的充放电过程进行控制,从而在充放电过程中实现蓄电池的性能优化,同时控制器可以实现蓄电池参数以及现场数据的采集。控制器的MCU使用ARM系列的处理器。控制器的采集电路各通道布局独立,能够保证控制器不受电磁等复杂环境的干扰,在工业现场环境中稳定工作。     

基于功率下垂特性的直流微电网分布式控制

针对直流微电网传统的下垂控制微源间功率分配不均导致系统环流以及直流母线电压偏移造成系统不稳定等问题,提出了一种基于功率下垂特性的直流微电网分布式控制.该方法通过引入微源输出电压、输出功率标幺值来效验微源的输出功率,确定各微源的运行条件,从而实现负载功率按照分配功率与额定功率成比例的方法精确分配,减少了系统环流;通过增加...