蓄电池充放电特性仿真及试验研究

在蓄电池三阶动态模型的基础上,对蓄电池充放电特性进行了仿真研究。采用电力电子装置与计算机系统相结合的方法模拟蓄电池充放电系统,并搭建实验平台开展物理仿真研究,通过仿真和试验验证了所建模型的正确性以及所构建的物理模拟系统平台的有效性,为铅酸蓄电池充放电特性研究提供了依据。     

基于模型降阶的双馈风电机组虚拟同步机控制参数优化

针对虚拟同步机（VSG）控制的双馈风电机组（DFIG）中由模型阶数过高导致的动态性能指标和参数优化求解困难的问题,兼顾稳定性与动态性能,提出一种改进的劳斯赫尔维茨与帕德近似结合的模型降阶方法。首先,建立DFIG-VSG系统的数学模型,基于此提出一种转子电流前馈补偿解耦的双环控制策略;然后,建立DFIG-VSG并网系统的小信号模型,得到对应的高阶闭环传递函数。基于该文提出的模型降阶方法对DFIG-VSG高阶传递函数进行降阶可得到输出有功功率的二阶传递函数,并进一步通过约束动态参数与稳定裕度得出一套控制参数选取范围,在该选取范围内通过根轨迹法分析主要控制参数对DFIG-VSG并网系统的影响。在不同风速工况下,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提方法的可行性。     

储能系统逆变器虚拟同步机控制算法研究

由于风力发电机等分布式电源的渗透率逐渐提高,对电力系统的无功平衡、电压质量和电压稳定性等因素也产生越来越多的负面影响。为提高电力系统稳定性和电压质量,以储能系统为后备支持,提出了基于虚拟同步发电机(VSG)控制的储能系统控制方法。该方法包括同步发电机(SG)的电气部分、励磁部分和机械部分,使变换器具有同步发电机的特性,可精确控制储能系统输出的有功和无功功率。最后通过Matlab/Simulink仿真模型验证了该控制方法的可行性。研究成果可为新能源并网系统安全控制提供参考。     

基于虚拟同步机的改进双馈风电机组控制策略研究

针对双馈风电机组并网导致风机转速与电网频率相解耦,不及时响应电网频率变化的问题,提出一种基于虚拟定子电压定向的新型双馈风机控制策略。通过改进双馈风机变流器的控制,在风力发电机与电网之间建立起一套虚拟功角,增加了原系统所没有的惯性和阻尼。在稳态时可保障风机运行于最大功率点,当系统发生频率扰动时,可动态地调节风力机组的输出,以响应电网频率的变化。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了1.5 MW双馈风机的暂态模型,验证了所提控制策略的有效性。     

基于虚拟同步机的双馈风电机组自适应控制

为了保障风机参与有功调频后的运行稳定,在研究双馈风电机组的虚拟同步控制的基础上,切实考虑了风机运行工况和电力系统调频需求两方面的情况,将风速和频率偏差值作为模糊逻辑控制器的输入信号,来相应地调节虚拟同步机的虚拟转动惯量参数,实现了双馈风电机组参与有功调频的自适应控制。仿真结果表明,采用该方案的双馈风电机组在保障自身平稳运行的同时,能适应不同的风速和电力系统的调频需求,合理地调整自身的调频出力水平。     

基于虚拟同步机技术的光储协控无功优化策略

分布式光储渗透率较高的电网,工业负荷占比较高时,系统电压稳定性控制难度较大。该文针对虚拟同步机（virtual synchronous generator, VSG）控制技术并网的光储新能源系统,分析了光储协控无功电压的控制机理,基于系统最佳经济性和稳定性原则提出无功优化目标函数和约束条件,采用含罚函数的粒子群优化算法进行光储VSG控制参数的求解与整定。最后分别在含高比例电动机负荷和含电弧炉冲击负荷的场景下进行电压稳定性测试与分析,并且与D-STATCOM无功补偿效果相比较,验证了该文策略对调节系统无功分配和平抑电压波动具有更好的可行性和有效性。     

基于风冷的锂离子电池充放电设备热特性影响研究

针对锂离子电池充放电设备内电池组温升过高、温度一致性不好的问题,以风冷系统充放电设备为研究对象,基于数值传热学理论,建立热力学计算模型并结合测试验证。通过抽象充放电设备散热特征,提取了两个影响电池组热特性的主要因素。针对不同托盘通风结构及不同风机布局分别设计了研究方案,并分析了不同托盘通风孔、不同托盘环形风口、不同风机位置及不同风机数量对电池组热特性及充放电设备流场的影响。结果表明：充放电设备放电温升测试数据与仿真数据接近,说明热力学模型准确;托盘通风孔对电池组热特性有一定积极影响,但作用有限;托盘环形风口通过提升电池表面湍动能强度,增强电池表面对流换热效果,从而对电池组热特性起关键作用;风机位置正对电池时,电池组具备更好的换热效果;风机数量与电池组热特性呈正相关关系,当风机数量为6时,既能满足电池组热特性,又能提高系统能耗。研究结果可为锂离子电池充放电设备的热特性管理提供一定的指导。     

光伏系统中蓄电池充放电控制方案的探讨

该文对现行光伏系统中蓄电池充放电控制方案进行了分析。决定一个充电器性能的关键是其电压外环检测的精确度。普通的在线式电压检测方法由于无法完全满足蓄电池的充电特性，因此在提高蓄电池充电器的整体效能以及在提高蓄电池寿命方面造成瓶颈。针对电压环检测存在的问题，在本文中提出了一种新颖的检测方案——离线式检测，并用实验证明了新的离线式检测方案能进一步提高蓄电池的寿命。     

一种基于数字孪生的虚拟同步机与静止同步补偿器优化协调控制策略研究

当电网发生严重不平衡电压跌落时,虚拟同步机通常配置静止同步补偿器应对电压支撑不足、电流越限等问题。在实际应用中同步机和补偿器之间的协调控制严重依赖实时通信。因此,文章提出了一种基于数字孪生技术的虚拟同步机和静止同步补偿器的优化协调控制策略。首先,建立基于正负序电流控制结构,支撑新能源场站并网点的电压。其次,提出了改进的多目标协调控制策略,实现电压支撑、电流限制和有功功率输出等多个控制目标。再次,建立基于数字孪生的虚拟同步机与静止同步补偿器协调控制模型,应对现实中协调控制通信延时问题。最后,通过使用MATLAB仿真平台,验证了该方法的有效性。     

蓄电池充放电计算机监测控制系统的应用北大核心CSCD

微机与电脑控制和运算科学的开发密切相关。最近数十年来,随着大规模集成电路关键技术的重大突破与市场快速扩展,计算技术飞速进展。微机计算控制技术经过了三个阶段。20世纪50年代是研究开始阶段,60年代是技术运用与试验阶段,70年代发展为渐进式的分级控制阶段。之后微机控制突飞猛进,尤其是用于大型集成电路得到迅速发展。     

基于Z域D分割法的并网逆变器控制参数多约束可视化设计

研究基于D分割法的并网逆变器控制参数设计方法。考虑并网逆变器数字控制的离散特性,推导Z域D分割法的成立条件,并和S域D分割法进行比较。根据系统的性能要求,利用Z域D分割法得到指定的相位裕度和幅值裕度以及参数鲁棒性要求下调节器参数空间域。在此基础上,以逆变器带宽为目标函数在参数空间域内,通过可视化的方式对控制器参数进行优化设计,该可视化分析方法无需对参数反复试凑,整定目标直观明确。最后通过仿真和实验,证明了该方法的正确性和有效性。     

电压环对光伏虚拟同步机系统稳定性的影响

传统的新能源发电设备不具备调频调压能力,为解决这一问题,已有研究提出多种针对光伏逆变电源的稳压与电压穿越策略.在此基础上,为进一步提升光伏电源的调频、孤网运行等方面的能力,有学者提出多种类型的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略.VSG控制系统中是否存在电压环是区...     

基于装配约束转换的虚拟装配系统及界面设计

针对常用的虚拟装配模型表达方法的信息不完整、装配关系图求解难、建模难度大等问题,提出装配约束转换ACT的理论,并利用Visual C++6.0软件开发一个直观的装配系统界面,以OpenGL图形标准为接口,实现了三维模型导入到该界面的功能,通过系统界面来完成旋转、移动等人机交互过程,从而实现产品的装配.     

一种自主降额运行的负荷虚拟同步机控制方法

大量低惯量、欠阻尼的电力电子负荷接入电网影响电力系统的稳定性。文章针对DC/DC负荷,提出了一种前级采用负荷虚拟同步机,后级采用频率-输出电压下垂和电压电流闭环的控制策略;针对DC/AC负荷,提出了一种前级采用负荷虚拟同步机,后级采用频率-转速下垂和矢量控制系统的变频器控制方法。所提方法能够提高负荷在弱网下的适应能力,增强电力系统的稳定性。最后,通过Matlab验证了理论分析的正确性。     

基于发动机虚拟实验室的负荷特性实验设计

本文基于在教育、开发设计以及协同实验领域有较广泛的应用的虚拟实验室技术,设计了发动机虚拟教学实验室,采用C#和MATLAB混合编程,通过适当的程序设计将发动机负荷特性实验的操作过程虚拟化。对于教学实验节约了大量的时间和资金,操作提示程序加深学生对实验流程和测定参数的理解,数据处理模块便于学生对于实验曲线图的理解,实验室程序人机交互界面友好、维护简单、有较好的扩展性。     

运用虚拟同步机技术的新型兆瓦级光-储并网结构

提出一种新型的VSG光-储分布式发电系统结构,该方案在传统光-储并网发电系统的逆变器后端另外添置了一套储能电池.这样不但可提高光伏组件的工作效率,避免光伏出力变化对系统频率造成影响,而且还可根据电网负荷的异常波动情况及时有效地输出有功及无功功率,达到稳定电网频率、电压的作用.系统的动态分析及仿真结果证明了该新型光-储并...     

虚拟同步机接入弱电网的电能质量新问题及谐波抑制方法

对比了VSG和传统电流型并网逆变器(TGCI)接入弱电网下的谐波域模型,发现传统谐波电流抑制方法并不适用于VSG,同时弱电网条件下非线性负载谐波电流和电网谐波电压对VSG谐波输出阻抗的要求是相互矛盾的,进而导致VSG接入弱电网下的问题更加复杂.提出一种阻抗重塑型谐波电流抑制方法来提升VSG接入弱电网的友好性,主要包含无...     

正弦脉动电流充放电下的锂离子电池发热特性

在级联H桥储能系统和模块化多电平储能系统中,电池的实际充放电电流为正弦交流和恒定直流的叠加,形成正弦脉动电流.本研究利用一维电化学模型,通过正弦脉动电流和恒定直流充放电下的电池发热特性的对比,对正弦脉动充放电电流下的LiFePO4电池的发热特性进行研究.研究结果表明正弦脉动电流下的电池瞬态热功率和瞬态内阻均随电流发生周期性波动;当正弦交流成分的波动幅值为直流成分的25％时,相对于纯直流充放电,放电和充电过程仅分别造成5％和2.8％的额外发热,但当正弦交流成分的波动幅值进一步增大,电池发热则会急剧增加;从SOC中间值到两端,电池压降和电流的相位差逐渐增大,即电池容性作用呈增大趋势;随着电流脉动频率增大,电池发热呈减小趋势.