磁耦合谐振式无线能量传输系统负载特性研究

介绍了磁耦合谐振式无线能量传输系统工作原理,通过分析原理及实验条件约束选择初级串联拓扑结构,并对次级串联和并联拓扑结构进行了理论分析,探究负载阻抗对接收功率和传输距离的影响。设计并实现了一种磁耦合谐振式无线能量传输系统,通过实验验证了理论分析的有效性,并对实验结果进行了综合分析。     

磁共振无线能量传输系统损耗分析

首先分析了磁共振无线能量传输系统传输功率的影响因素,在对比非谐振与谐振系统传输功率特性的基础上,提出整体分析能量传输系统损耗的分析思想,将电容损耗、驱动源损耗纳入分析范畴之内。通过建立损耗分析等效电路,提出应统筹考虑降低有功损耗与驱动源损耗的设计原则,并通过实验验证分析了的正确性。     

基于切换系统的无线能量传输恒流源控制

提出了一种无线能量传输系统一次侧的快速鲁棒控制策略.通过分析与系统的所有可能配置相关联的参数特性,生成正弦参考轨迹信号.基于变换器的开关特性和开关微分方程的轨迹参考信号,设计了开关控制器.定义了围绕参考轨迹的收敛带,以保证系统全局渐近稳定性.与其它传统的控制器相比,该控制策略复杂性低,并且对于负载大范围变化与扰动具有更高的动态响应速度.仿真结果表明,该控制算法有效抑制了初级电流超调与跌落,提高了系统的响应性能。     

非接触电能传输系统频率分叉现象研究

效率是非接触电能传输系统研究的一个热点,适当的二次侧并联补偿电容能够提高系统的效率,但加入二次侧补偿电容容易使系统进入多谐振频率状态.本文从非接触电能传输系统的高阶数学模型出发,描述了频率分叉现象,并且用数值方法界定了分叉区域.文章最后提出了一种在频率分叉现象下的二次侧并联补偿电容选择方法,实验证明基于这种方法选择的并联补偿电容能使系统传输效率显著增大.     

胶囊内窥镜的无线能量传输系统优化设计

随着无线胶囊内窥镜的发展,无线能量传输技术越来越受到人们的关注.无线能量传输技术在应用过程受到尺寸、安全性等诸多因素的约束,如何在这些约束条件下设计安全、高效的无线能量传输系统是目前研究的重点.提出了磁场均匀度、频率稳定度、三维线圈姿态稳定度和接收能量均匀度等指标来综合评价能量传输系统性能,设计并实现了测试平台来测量这...     

非接触电能传输的效率及频率分叉现象研究

非接触感应电能传输方式可广泛应用于医疗、石油、矿山、水下设备、军事等领域，有着十分广阔的前景。基于电磁耦合技术和电力电子技术的非接触感应电能传输系统，通过采用一、二次侧可分离的变压器，将电能从电源侧经气隙传递给一个或多个负载，避免了电能传输过程中的裸露导体和接触火花。传输效率是非接触电能传输系统研究的一个热点，本文通过理论分析和公式推导，详细论述了串联谐振逆变器二次侧并联补偿电容对系统效率的影响，提出了最佳并联补偿电容选择方案。同时对不同并联补偿电容变化时的谐振频率分叉现象进行了研究，实验证明基于这种方法选择的并联补偿电容能使系统传输效率显著增大。     

磁耦合共振单发双收系统传输特性分析

针对电器设备、武器系统等应用中存在一个能量发送端同时为多个负载非接触供能的情形,基于磁耦合共振的无线能量传输原理,建立了磁耦合共振"单发双收"理论模型,求解出"单发双收"系统输出总功率的数学计算公式。理论分析发现"单发双收"系统传输特性与"单发单收"性质类似,即当发送线圈和接收线圈距离的耦合系数较大时,系统存在共振频率分叉现象,并随收发端距离的增大,频率分叉现象逐渐消失。当系统存在两个接收端时,共振频率随径向距离的变化而变化,并且两接收端耦合越强,偏移现象越明显。利用OrCAD仿真软件和实验手段对系统传输特性进行仿真分析和实验研究,结果显示,实验、仿真结果与理论分析结论相吻合,文中所建磁耦合共振"单发双收"理论模型能准确描述系统传输特性。     

无线能量传输系统移相控制ZVS设计研究

由于滞后管的非零电压开关,采用全桥逆变器的无线能量传输系统在移相控制时会存在超前管误触发的问题。针对此情况,提出了一种基于LCC补偿电路的优化方法。首先,建立了无线能量传输系统模型;然后,根据该模型对系统在移相时实现零电压开关(ZVS)的补偿电路参数条件进行了推导;最后,利用仿真以及无线能量传输系统实验平台对优化前后系统的输出功率、传输效率等参数进行了分析,并对提出的优化方法进行验证。实验结果证明该方法能够实现无线能量传输系统滞后管的ZVS,有效提高了系统在移相时的整体效率,并且不影响其输出和传输性能。     

基于磁耦合共振的能量无线传输性能分析

针对磁耦合共振式无线能量传输技术的特点,从理论和仿真实验两个方面对这一前沿技术进行了系统的研究,通过理论推导分析了影响效率的因素。并通过三维电磁仿真软件(HFSS)设计了具体的发射和接收实验系统,探究了发射频率、线圈间距、谐振状态等因素对传输功率、传输距离和传输效率的影响。对能量无线传输系统的设计分析有着重要意义。     

基于磁共振的无线能量传输系统接收模块参数研究

基于磁共振的无线能量传输技术应用环境复杂多变,很难保证收、发线圈的参数和结构保持一致。本文针对发射模块参数不变的情况,研究了接收模块线圈半径、线径、线圈匝数和线圈长度变化对电感、电阻、品质因数、互感、耦合系数和传输效率的影响。理论计算与Pspice仿真均表明,线圈半径的变化对系统传输效率的影响最大,系统传输效率随着线圈半径的增大而增大,但当接收模块的线圈半径小于发射模块线圈半径的50%时,系统的传输效率迅速降低;增大线圈长度对系统的传输效率影响相对较大,增大线圈长度使系统传输效率先减小后增大;导线半径和线圈匝数的变化对传输效率的影响最小,系统传输效率随着它们的增大而略微增大。     

基于在线强化学习的风电系统自适应负荷频率控制

大规模风电接入给系统带来新的不确定性,影响系统频率响应特性,从数据驱动的角度出发,提出了一种基于自适应动态模型的在线强化学习方法,用于系统的负荷频率控制。建立低秩自编码器特征提取网络,从所量测的低维数据中发现隐藏特征;基于特征网络,建立非线性动态系统稀疏辨识学习模型,感知系统动态模型的潜在物理状态,提升模型在线学习效率;通过结合模型预测控制,进行实时决策控制。所提出方法能够有效解决传统模型预测控制对系统全局模型准确性的依赖问题,加强控制器对系统动态模型的自适应性,且能有效跟踪风电输出功率的随机波动。最后,以接入四型风机的负荷频率控制模型为例,验证所提方法的有效性。     

基于负载和互感参数摄动的电动汽车无线充电控制

无线充电系统的输出特性复杂,其自身参数的时变性和不确定性以及外界的扰动等都会导致输出特性发生显著变化,给无线充电系统输出控制造成很大困难。针对电动汽车无线充电系统的输出控制问题,首先利用广义状态空间平均法对系统进行了建模,得到了全电路和简化电路的状态空间方程。然后,基于系统的负载和互感参数摄动,在状态空间模型上建立了无线充电控制模型,设计了鲁棒H∞控制器,并进行了系统的稳定性分析。最后,通过仿真和试验验证了所提闭环控制系统的稳定性。     

Load Frequency Control of Interconnected Power System via Multi-Agent System Method

For the load frequency control (LFC) of the interconnected power system, a two-level coordinated control frame based on multi-agent system is proposed to improve the frequency control performance of the power system. In the control frame, the upper-level agent, in a centralized manner, coordinates the lower-level LFC agents to deal with the conflict between narrowing the area control error and stabilizing the system frequency. The lower-level LFC agents, in the distributed cooperative manner, realize the mutual power support among the neighboring areas to guarantee the frequency stability in an emergency. To verify the validity of the proposed method, the numerical simulations are performed on the three-area interconnected power systems.     

基于高通滤波器技术的电力系统霍普分岔控制

针对电力系统运行中出现的影响系统电能质量及安全运行的Hopf分岔现象,给出了一种基于高通滤波器技术的电力系统Hopf分岔控制方法。根据Hopf分岔发生的条件确定高通滤波器控制器的线性和非线性增益系数。通过控制有效地消除了控制前系统存在的Hopf分岔点,很大程度上增大了系统运行的稳定域。理论分析和仿真结果表明了该控制方法的有效性。     

应用分叉理论研究负荷特性对电力系统电压稳定性的影响

本文应用分叉理论研究系统临界点的行为，在给出两个引理的基础上，证明了参数大范围变化时系统电压发生失稳分叉的判别定理，从理论上分析了几种典型负荷静特性对电压稳定性的影响，同时也提出了一些新观点。     

基于直流侧输入电流检测的无线充电系统负载估计

基于无线充电系统逆变器等效负载与直流侧输入电流之间的关系,提出了一种利用直流侧输入电流进行负载估计的方法。首先,建立模型分析了直流侧输入电流与逆变器输出电流的关系,并推导得到输入电流与负载之间的数学关系,从而实现了基于直流侧输入电流的负载估计。进而,通过仿真和实验验证了该负载估计方法。实验结果显示,该方法在10~100Ω的负载范围内估计误差小于10%,达到了较高的估计精度。最后,利用所提出的负载估计方法对系统进行了故障分析,结果表明该负载估计方法能够实现对系统故障状态的有效识别。     

基于互感差异的双拾取无线电能传输系统功率分配控制策略

针对双拾取无线电能传输系统的系统功率分配问题,利用阻抗分析方法分析了LCL-S型拓扑结构下系统功率以及系统效率的影响因素,并提出一种在满足负载功率需求条件下的系统效率最优的功率分配策略。该控制策略根据系统负载功率和耦合机构互感优化拾取端的功率分配,实现功率传输和效率的优化控制。最后,通过仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

非接触电能传输系统与负载相关的两个边界条件

从效率角度出发研究了非接触电能传输系统负载对副边补偿结构选择的影响,得出了效率边界负载,为副边选取合适的补偿结构提供了依据;从稳定性角度出发研究了负载与频率分叉之间的关系,得出了稳定性边界负载。在既保证效率又保证稳定性的条件下,得出了负载的运行范围。     

一种应用于无线电能传输的谐振频率跟踪方法

针对锂电池在无线充电过程中特性参数实时变化导致充电系统失谐的缺点,提出了谐振频率跟踪控制方法,并给出实现方案。使用Matlab/Simulink来实现谐振频率跟踪算法,通过改变模拟电池内阻参数来模拟锂电池的充电过程。搭建了实验验证平台,实验结果证明该方法能够使工作频率与谐振频率相一致,工作可靠,并能够有效提高系统的传输效率。