磁悬浮支承低功耗储能飞轮

储能飞轮由于其高储能密度、高寿命及高充放电次数而在能量储存系统中得到广泛重视。首先开发了以普通磁悬浮轴承支承、普通永磁无刷直流电机驱动和发电的FW-15A储能飞轮系统,用以验证高速磁悬浮支承系统的功能、制造安装,并分析储能飞轮系统的功耗。在FW-15A的基础上,开发出FW-15B系统,该储能飞轮系统侧重于降低功耗,采用新型永磁偏置径向和轴向磁轴承,采用杯形绕组永磁无刷直流电机。试验表明,在飞轮转子静止时,FW15-B和FW15-A的磁轴承功放输入功率分别为3.59W和29.6W;在25974r/min飞轮转速时,FW15-B和FW15-A的电机功放输入功率分别为10W和20W。     

飞轮储能系统发电运行控制研究

飞轮储能是一种优越的新型储能技术,作为一种纯机电的储能系统,由于其具有比能量大、比功率高、无二次污染、寿命长等优点,在应用中得到了很快的发展。研究了飞轮储能系统发电运行时的主电路结构,建立了飞轮储能系统的数学模型,并重点对飞轮储能系统发电过程的控制策略进行了研究。     

飞轮储能用盘式永磁电机的研究

作为飞轮储能中能量转换核心的电动/发电机系统,电机的选择对提高储能效率具有重大意义.在飞轮储能的简单研究基础上,详细分析了盘式永磁无刷直流电机和盘式永磁同步电机,并比较其优缺点.     

用于风电场功率控制的飞轮储能系统仿真研究

风电输出功率的波动性和间歇性严重影响电能质量。飞轮储能系统因单位储能成本和使用寿命方面的优势,成为当下解决该问题的一种潜在方案。以无刷直流电机作为飞轮的驱动电机,在分析其电动/发电运行的基本原理及数学模型的基础上,建立了飞轮储能系统的仿真模型。结合无刷直流电机双闭环调速系统和风电场功率控制要求设计了飞轮储能系统充电运行的控制方案。探讨了飞轮储能系统的能量反馈机理,利用回馈制动方式和前馈解耦控制策略分别对直流母线电压和电网侧逆变器进行控制,实现放电状态下对风电场输出功率的跟踪。最后通过实例仿真验证了模型的正确性和控制方案的有效性,为飞轮储能系统的设计和在风电场功率控制中的应用提供了参考和指导。     

免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS产品的介绍

本文详细介绍了美国Active Power公司的免蓄电池磁悬浮飞轮UPS产品,阐述了其工作原理、特点和优势以及主要电气性能指标,并通过实际应用证实了其优越性。     

基于飞轮储能系统的直流UPS控制方法研究

飞轮储能系统将能量以机械能的形式储存在高速旋转的飞轮转子中。与传统化学电池相比,飞轮储能系统优势明显,已获得了广泛的应用。为了解决电网电压对称跌落所带来的直流负载端电压暂降问题,给出了基于飞轮储能系统的直流UPS系统电路拓扑及控制方法。在电网电压正常时,飞轮电机采用速度外环、电流内环的双闭环控制策略加速充电或恒速待机;在电网电压发生对称跌落时,飞轮电机采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略减速放电。提出了电流内环控制器的零极点对消降阶设计方案,采用对称优化函数等效法设计了速度外环及电压外环控制器参数,并对设计的控制器进行了稳定性分析。通过Matlab/Simulink仿真对该控制方法进行了验证。结果表明,该控制方法及所设计的控制器参数能准确控制飞轮电机运行模式,稳定直流负载端电压,保护直流负载不受电网电压跌落的影响。     

基于磁悬浮飞轮储能的脉冲功率电源系统设计

设计构建了一套基于磁悬浮飞轮储能的脉冲功率电源系统,该系统主要包括储能部分、充电部分、放电部分及监控系统。储能部分采用磁悬浮飞轮储能装置,充电部分采用充电电源和充电机,放电部分采用逆变器和变压器,监控系统实现对整个系统的数据采集、存储、监视和控制。系统的运行状态包括静止状态、启动状态、充电状态、放电状态、待机状态和停机状态。通过监控系统对整个系统的运行状态进行协同控制,保持系统正常运行。搭建模拟测试系统进行了实验测试,结果表明,测试系统能够在3 ms内快速响应,输出秒级的脉冲平顶波。该系统采用模块化设计,容量配置灵活,响应速度快,使用寿命长,建设周期短,运维简单,可满足多种应用场景下的脉冲功率电源需求。     

飞轮储能电源中电力电子变换器的设计与实现

针对飞轮储能电源所涉及的电力电子变换器进行研究与设计,基于碳纤维复合材料飞轮以及高速永磁同步电机搭建试验样机,并进行样机的加速储能与降速释能实验,通过系统能量双向流动的电动／发电运行控制,验证所提出的设计方案与控制算法的可靠性。     

基于双DSP的飞轮储能系统控制平台的研制

为了克服风能和太阳能等可再生能源其固有的间隙性、不可预测性的缺点,提高用户的供电质量,采用分布式电源、储能单元和负荷构成微网将是可再生能源有效利用的方式之一。针对飞轮储能系统所用永磁无刷直流电机的控制和能量转换问题,采用双向DC-DC的电能变换电路,实现储能和释能的双向控制,并给出其双PI闭环控制策略。在理论研究仿真的基础上,研制了基于双DSP的控制平台。搭建了飞轮储能实验系统,进行了储能和释能的实验,成功地将飞轮平稳升速至设定转速并维持恒转速,且能实现对负载的恒压放电,验证了控制算法和硬件平台的有效性。     

一种使用飞轮储能可并网逆变系统设计研究

飞轮储能系统是近年来储能装置研究中的重要方向之一。在对近几年各国研究的热点分析的基础上,论文选用外转子飞轮无刷直流电机结构。研究了飞轮储能系统作为调峰装置时的飞轮从电网吸收和放出能量的机理,并完成了一种基于飞轮储能的可并网电源系统的方案设计和相关硬件电路系统设计。通过仿真验证了文中采用Boost升压电路加可控逆变器作为主控电路的可行性。     

不同储能组件在UPS中的应用

近年来由于电子科技及半导体产业的进步发展,精密仪器设备以及数据中心对电源质量的要求日益提高,也带动了对不断电系统（ups）的需求。而在不同使用环境下设计UPS时,需考虑效率、待机时间硬体积等要求,初始设计时第一个遇见的课题即为空间限制,如何达到散热效果好、高功率密度等都需要纳入考虑的范围,其中尤以储能系统的选择是影响宅问的重要关键之一,如何选择储能系统变成一个重要的议题。本文将介绍目前常吧的4种储能系统组件,包括铅酸蓄电池、锂离子电池、超级电容和飞轮系统,此外亦将介绍不同储能组件在不同场合的应用考虑。     

无刷直流电机电容储能型变换器的参数设计

:建立了c dump变换器的等效电路模型 ,分析了由这种变换器供电的无刷直流电机的控制特性 ,在此基础上对c dump变换器主要参数选取进行了详细的讨论 ,推导出了计算公式。以实验室一台永磁无刷直流电机作为设计实例 ,说明了变换器主要参数的选择过程并简要分析了对系统的影响 ,最后给出了实验结果。可为无刷直流电动机c dump变换器提供设计依据     

磁悬浮飞轮用永磁无刷直流电机数字控制系统

研究了DSP和ML4425组成的高速高效无刷直流电机的数字控制系统及实现电机高精度转速控制的软件锁相环算法。在该系统中，ML4425完成无位置传感器无刷直流电机的换相控制和功率器件的驱动，DSP实现控制算法。采用软件锁相环算法后，转速控制精度可达1‰，并具有较高的效率和可靠性。     

磁悬浮反作用飞轮电机滑模变结构控制

针对反作用飞轮大惯量、受多种干扰力矩综合作用的特点和采用传统控制方法很难满足其动态品质和扰动抑制能力要求的问题,对卫星高精度姿态控制系统中的磁悬浮反作用飞轮电机进行系统分析与建模,并依据变结构控制理论提出一种双滑模面变结构控制方法,控制器的设计满足以李导数形式表达的到达条件.仿真结果表明:与经典PID控制器相比双滑模面变结构控制器具有超调量、稳态误差小,响应速度快、扰动抑制能力强的优点;与单滑模面变结构控制器相比双滑模面变结构控制器有效的抑制了滑模抖振,减小了系统的超条量和稳态误差.双滑模面变结构控制提高了磁悬浮反作用飞轮电机的动态性能和控制系统的抗干扰能力,对于实现卫星高精度、高稳定度控制具有重要意义.     

基于飞轮储能的风力发电系统仿真

针对离网式风力发电系统存在电能波动大、供电可靠性差等问题,提出采用基于无刷直流电机(BLDC)驱动的飞轮储能系统来提高离网式风力发电系统的电能质量。通过Matlab/Simulink对含有飞轮储能环节的离网式风力发电系统进行了仿真,给出仿真参数。仿真结果表明,飞轮储能系统可有效抑制风速变化带来的电能波动,保证供电的可靠性。     

离网风力发电系统的飞轮储能装置

在飞轮储能系统(FESS)中,通过带双向功率变换器的电机可将飞轮储能的机械能转换成电能。无论何时从中等功率到大功率(kW~MW),在短时间内(几秒钟、几分钟)需要大量(几十万个)充/放电周期的情况下,FESS都是能适用的。FESS充电状态的监视简单可靠,飞轮的材料、电机的型式、轴承的型号以及密封的气体全部加在一起,决定着FESS的能量效率(>85%)。此外,本文还提出了离网风电系统(IWPS)的模拟,该IWPS由风轮发电机(WTG)、用户负荷、同步电机(SM)和FESS组成。模拟结果充分显示,FESS有效平抑了风电功率的波动与负荷的变化。     

高温超导飞轮储能系统研究现状

高温超导飞轮储能系统具有功率密度高、控制简单、效率高、寿命长、环境友好等优点,未来在可再生能源发电、地铁制动能量回收、大功率脉冲电源、电力系统电压稳定等方面具有广阔应用前景。本文介绍了高温超导飞轮储能系统的原理结构、国内外的研究现状、亟需解决的关键技术问题及未来的发展趋势。     

大容量先进飞轮储能电源技术发展状况

现代飞轮储能电源综合了先进复合材料转子、磁轴承、高速电机以及功率电子技术而极大地提高了性能,近10年间,现代飞轮储能电源商业化产品推广应用发展迅速。飞轮储能电源系统在储能容量、自放电率降低等方面还有待进一步提高。飞轮储能目前适合于电网调频、小型孤岛电网调峰、电网安全稳定控制、电能质量治理、车辆再生制动及高功率脉冲电源等领域。随着飞轮储能单元并联技术及超导磁悬浮技术的逐渐成熟,其应用领域将逐步扩展到大电网储能领域。飞轮技术产品处于快速扩张时期,我国应当积极从国家层面支持飞轮储能电源技术研究开发,争取早日推出国产飞轮储能电源高技术产品。     

超导磁悬浮飞轮储能的基本原理和发展现状

普通的飞轮储能由于机械轴承的摩擦,难以实现高效、长时间储能。利用超导体可以实现低损耗磁悬浮飞轮储能。文中在介绍飞轮储能和超导磁悬浮轴承原理的基础上,分析了超导磁悬浮飞轮储能的基本特性和发展现状,同时阐述了超导磁悬浮飞轮储能的主要技术课题。     

飞轮储能系统用永磁无刷直流电机设计与分析

采用Ansoft中基于磁路法的RMxprt模块对2 kW/100 Wh容量的飞轮储能试验系统中所用的高速永磁无刷直流电机进行了具体设计,并在Ansoft Maxwell 2D中运用有限元的方法分析了电机内电磁场的分布情况及电机的静态和动态特性,分析结果表明所采用的电机方案能够满足飞轮储能系统的要求,具有一定的可行性和实用性。与传统的设计方法相比,提高了效率和精度,具有很强的工程实用性。