基于LCL滤波的电动汽车充放电控制策略及仿真分析

分析了3种典型的电动汽车充放电拓扑的优缺点，并针对基于LCL型滤波器的充放电拓扑电路，提出了一种基于双闭环控制策略的低纹波大功率充放电控制方法，即对动力电池电流采用变换器侧滤波电感电流为内环、动力电池电流为外环；对动力电池电压采用变换器侧滤波电感电流为内环、动力电池电压为外环的双闭环控制。设置了3个前馈控制器和2个限幅控制器，提高了充放电系统的稳定性和动态响应特性，实现了充放电控制过程中的低纹波限幅控制。搭建了三相LCL滤波的充放电系统仿真控制模型，仿真结果表明本文提出的双闭环控制方法能够实现不同充放电控制模式的无缝切换，电压和电流纹波控制在0.5%以内。     

电化学储能系统并网性能测试的研究

对电化学储能系统并网测试技术进行了深入研究，针对储能电站并网的充放电响应时间、调节时间、充放电转换时间进行相关测试。首先对系统的硬件电路设计和软件设计进行介绍，然后分别对电化学储能电站的功率控制能力、充放电响应时间、充放电调节时间、充放电转换时间进行测试。对测试结果进行相关分析，可看出功率控制能力测量偏差及测量精度均满足国标要求，验证了所提出的储能并网特性测试技术方案的可行性。     

基于DSP的蓄电池充放电装置的研究

介绍了一种利用TMS320LF2407来进行全数字控制，采用Buck—Boost双象限电路作为充放电主电路的蓄电池充放电装置。采用了涓流充电、恒流充电、恒压充电的三级充电模式，非同步采样方法，带滞环的PI调节器。样机试验结果表明控制方法可行，充放电精度高。     

基于Apriori-ANP的电动汽车充放电站并网性能综合评估方法

电动汽车充放电行为的随机性，导致充放电站运行数据波动性强、指标间权重差距大，传统方法难以全面准确评估其充放电站的并网性能。为此，提出了一种电动汽车充放电站并网性能的综合评估方法。首先，提出了包含安全性、适应性、稳定性等5项准则的综合评估指标体系。其次，采用Apriori算法处理指标间关联关系。同时引入博弈思想将网络分析(Analytic network process, ANP)法与基于指标相关性的指标权重确定法结合以确定指标的最优组合权重。基于最优组合权重和基于逼近理想解排序法建立评估模型，对各充放电站并网的综合性能进行量化分析。最后，采用某市电动汽车充放电站运行数据对所提方法进行验证，并与已有评估方法进行对比。结果表明所提评估体系与评估方法的有效性和优越性。     

磷酸铁锂电池充放电循环过程中电化学阻抗实验研究

本文研究了磷酸铁锂电池充放电循环过程中电化学阻抗变化特征，采用不同规格磷酸铁锂电池在不同放电深度（DOD）、荷电状态（SOC）、充放电倍率等条件下进行实验。实验结果发现:在一定充放电循环周期内，电池欧姆阻抗基本维持稳定，说明电池经过长期充放电循环后未出现严重劣化；电荷转移阻抗先减小后增大，表明在充放电循环初期电池被活化，但在循环后期电池性能逐渐衰退，电荷转移难度增加；固态扩散阻抗仅在充放电循环初期出现显著下降，随后保持稳定，表明初期活化过程可明显改善锂离子的固态扩散。进而得出:若电化学阻抗谱中各部分电阻值无明显增大，表明电池未出现严重的性能衰退，内部性质稳定；用电荷转移阻抗变化可对电池衰减性能进行准确评价；造成电池阻抗增大的主要原因在于正极阻抗的增加。     

原位技术在锂离子电池中的应用

利用原位拉曼、原位XRD以及SEM技术相互佐证，对电芯材料在充放电过程中的氧化/还原反应产物、晶体变化、表面形貌等进行分析，是对电芯充放电过程机理研究的一次探索。利用激光共聚焦拉曼光谱仪对镍锰酸锂电池充放电过程进行光谱分析，拉曼光谱采集与电池充放电循环同步进行。同时利用X射线衍射仪进行检测，在充放电循环过程中，每隔一段时间对其进行XRD检测，并且忽略采集过程中电池反应的变化。通过对镍锰酸锂电池在充放电过程中的拉曼光谱和XRD研究，在线监测充放电过程的可逆现象，并通过拉曼光谱解析说明材料的价态变化，通过原位XRD表征晶体结构变化，同时利用SEM观察循环前后的极片，分析极片循环后表面的差异性沉积物，验证了拉曼光谱强度降低的原因。通过这次研究，掌握了原位拉曼/XRD技术、镍锰酸锂电池的特征峰位及归属等，并且对实验中遇到的强度变化现象进行了分析，对出现该情况的原因做了简单剖析，并提供了理论依据。通过此次关于原位技术在锂离子电池方面的应用研究，可以为电池化成、循环等过程中出现的问题提供解决思路，指导研发人员对电池的机理研究和质量分析进行更深入的探索。     

双向SPWM逆变整流蓄电池充放电维护装置

详细介绍了一种新型的铅酸蓄电池充放电维护装置，该装置的主电路结构为电压型逆变器，采用双向SPWM逆变整流控制技术实现直流和交流电能的双向流动，从而实现蓄电池的并网充放电控制，其并网电流波形为正弦波，且功率因数可控，与常用的晶闸管充放电设备相比，具有重量轻、体积小、效率高、噪音低和对电网污染小等优点。     

EDLC活性炭电极在充放电循环中的变化及可恢复性研究

采用典型商用原材料及工艺流程制作了双电层电容器(EDLC),研究了其活性炭电极在未使用前、充放电循环初期、寿命终止等各个阶段的电容特性、结构及变化过程。结果表明：在充放电循环初期，电极中活性炭的比容量、比表面积、总孔容积、中孔容积、平均孔径较充放电循环前分别降低了18.1%、12.15%、36.17%、78.05%、8.68%,极片电阻率上升了20.18%。继续循环至寿命终止，除极片电阻率继续上升12.21%外，其他变化较小。对电极清洗烘干重新注入新电解液后，电极活性炭的比容量可恢复至充放电循环初期同等水平，并具有稳定的循环表现。EDLC充放电循环初期的内部反应使其容量明显衰减，显著影响了能量密度。该研究结果对开发高性能活性炭，进一步提高EDLC能量密度具有重要意义。     

蓄电池充放电装置中双向AC／DC变流器的研究

研制了一种集充电、放电功能于一体的蓄电池充放电装置。该装置采用双向功率流控制技术，实现了蓄电池的充放电控制。网侧电流正弦化和单位功率因数的实现大大减少了对电网的污染，而直流电能的并网发电，使得装置具有很好的节能效果。     

电动汽车用的一种胶体动力电池特性研究

为了研究一种新型胶体动力电池的充放电特性,评价其在电动汽车上的使用性能,在不同的工况下对该电池组进行了充放电试验,基于试验数据绘制了该电池不同使用工况下的充放电曲线,研究了其充放电性能,并分析了充放电倍率、充放电温度以及充电电压对电池充放电性能及其一致性的影响,提出了该电池在电动汽车上合理使用的建议。     

基于损失函数的SVM算法及其在轻微故障诊断中的应用

尽早识别轻微故障，对提高生产过程设备运行的安全性具有重要意义。为实现对设备轻微故障的正确识别和及时诊断，该文提出了一种基于损失函数的支持向量机(SVM)算法。应用模糊理论的方法对支持向量机分类及最优分类面进行了解释，对可疑分类区列出了模糊隶属度的表达式。针对故障诊断等问题中误判造成的损失不同这一特点，定义了基于损失函数的模糊隶属度，并得出了修正后的最优分类面。SVM算法可以实现对设备轻微故障的准确识别，并可近似地判别故障的严重程度。文中以汽轮机减速箱轴承运行状态诊断为例，对样本数据经K-L变换后进行可视化研究，分类结果表明了该算法的可行性。     

STATCOM的自适应逆控制方法

为了研究静止同步补偿器STATCOM运行过程中存在的非线性特性对补偿特性的影响,在考虑了电压源型逆变桥中IGBT的通态损耗、开关损耗以及直流侧的电容损耗基础上,建立了基于该逆变桥的STATCOM数学模型,并根据其数学模型的非线性特性,提出了STATCOM的自适应逆控制方法和逆系统模型。根据该模型对STATCOM进行直接控制,并根据系统参数的不可预知以及其时变的特点,对系统模型中的参数在运行过程进行在线识别,并进行了仿真。结果表明,自适应逆控制能够有效地克服运行过程中系统参数的变化对补偿效果的影响,从而提高了控制系统的鲁棒性和装置的控制精确度;给定系统参数的初值准确与否,对装置最终的控制精确度没有影响。该控制方法具有实用性,而且随着处理器计算能力的不断增强该方法存在广泛的应用前帚。     

基于特征值灵敏度的负荷模型对系统阻尼影响的分析方法

低频振荡对电力系统影响危害极大,负荷是电力系统的重要组成部分,因此分析负荷模型对系统阻尼的影响具有重要意义。提出了运用特征值灵敏度分析负荷模型对于系统阻尼影响的方法:基于系统特征值对于模型参数的灵敏度解析式,推导出阻尼比和振荡频率对模型参数的灵敏度解析式。此方法避开了运用阻尼转矩法分析多机系统阻尼这一难题,并可把负荷模型对系统阻尼的影响定位在具体的参数上,解决了负荷模型如何影响系统阻尼这一问题。通过分析2区域4机算例系统中综合负荷模型对系统阻尼的影响,验证了所提方法的有效性。     

基于FPGA的快速图像纹理特征提取方法的研究

图像特征的一个重要分支就是纹理特征,它体现了不同图像和物体的形态、大小、分布、方向等重要参数,对图像特征识别起到决定性因素。但是纹理特征提取的过程十分复杂且计算量巨大,为了解决这个难题,提出了一种在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台下实现纹理特征提取新方法。首先对基本图像特征算法做了并行化的优化,从算法的数值范围和表示精度两个角度,做了相应的分析和误差控制,从而适应FPGA的运行。然后对FPGA的数据流传输提出了一个高效率的解决办法,该方法对其中的主要模块采用了流水线优化,并采用寄存器配置模式,从而在线地修改参数,适应不同的图像大小和卷积核等环境变量。结果表明,在同等功耗条件下,可以达到10倍于CPU的性能,达到了快速提取特征的目的。     

输电断面潮流的N-1静态安全约束

就电网运行中广泛采用的N-1原则,建立了输电断面潮流静态安全约束的非线性优化数学模型并给出了迭代求解算法。针对复杂大规模互联电网建立了基于直流潮流的简化模型。考虑了运行方式变化对断面潮流传送能力的影响,提出将运行方式划分为发电模式和负荷模式分别进行分析。运用典型模式方法分析负荷变化对潮流约束的影响,解决了负荷变化规律难以模拟的问题．而发电模式的变化应依据实际系统电源的最大、最小方式确定。算例表明,所提出的方法简捷可靠,能够满足实际电网运行需要。     

直流输电系统对地磁观测的干扰

直流输电系统对临近地磁台站的地磁观测造成了很大的干扰.基于地磁观测仪器的工作原理,分析了直流线路影响地磁观测的原因,认为直流线路上承载电流产生的磁场附加到仪器观测的空间磁场导致了对地磁观测的干扰.采用CDEGS软件,仿真计算了直流系统接地极的入地电流和导线上电流对地磁观测的影响,认为线路不平衡电流是干扰地磁观测的根本原...     

同步磁阻电机转子结构优化设计

同步磁阻电机(SynRM)具有效率高、成本低、结构简单等优点,但其存在转矩脉动大等问题,会影响电机的平稳运行。为了降低SynRM的转矩脉动,需要对转子结构进行优化。以一台22 kW四极的SynRM为例,采用田口法对不同电流负载下的SynRM转子结构进行优化。确定SynRM的转子拓扑,探究SynRM转子结构的关键参数对转矩性能的影响,初步确定转子关键参数的范围。利用田口法对不同电流负载下的电机进行试验分析,得到最优转子结构参数组合,利用有限元仿真验证优化结果。为了增强转子的机械强度,在转子结构中添加径向磁桥,探究径向磁桥对电机转矩性能的影响。     

基于线路阻抗短时调节的多直流连锁换相失败抑制方法

连锁换相失败是交直流混联电网的新型连锁故障形式之一。结合连锁关系在换相失败相关现象中的体现和参与环节,文中提出了一种在关键线路短时调节阻抗以降低耦合的抑制策略,重点讨论了策略的实施位置。在加权网络模型的基础上,基于直流分群界定了换相失败的连锁范围。在直流群内搜索对直流耦合关系影响较大的关键路径,并采用潮流介数比较各线路阻抗变化对系统运行状态的冲击,以避免在重要线路采取措施。针对不同的扰动,利用换相电压时间面积判断需要启动策略的直流群,从而实现有差别的连锁换相失败抑制。在修改的IEEE 39节点系统和某省市电网算例中,利用PSCAD/EMTDC开展仿真,结果均验证了关键线路阻抗短时调节策略抑制连锁换相失败的效率和有效性。     

考虑场景聚类的配电网运行灵活性评价

随着配电网新能源渗透率的不断提高,需要对配电网的运行灵活性进行全面的评估.但目前关于灵活性的讨论多集中在输电系统,且评价场景单一,也缺乏对可中断负荷等灵活性资源的讨论.因此基于灵活性场景的聚类,提出一种配电网灵活性评价方法.首先采用近邻传播算法聚类得到典型的配电网运行场景.然后考虑风电和负荷出力的不确定性,用非参数模型...     

基于故障超前相的有源配电网能量方向纵联保护方法

基于不同故障类型下各故障相能量函数的特征分析,提出了一种适用于有源配电网的能量方向纵联保护方法。针对配电网中性点非有效接地的网络特点,建立了基于故障超前相的故障识别判据,并构造了能量函数幅值辅助判据以克服区内分支负荷投切对故障判别的影响;研究了基于正序分量控制的逆变型分布式电源接入配电网情形下所提保护原理的适应性。仿真结果表明,所提保护方法能够正确识别故障方向,并能躲过负荷投切的影响,且具有一定的抗过渡电阻的能力。