基于有轨电车充电装置的三电平直流变换器

介绍了一种应用于超级电容有轨电车充电装置的三电平双向直流变换器,可降低开关管电压应力,改善装置的动态特性,优化装置设计。详细分析了三电平双向直流变换器的工作原理,研究了相应的控制策略。在Matlab/Simulink平台上搭建仿真模型,实现了对输出充放电电流的控制,验证了三电平双向直流变换器拓扑的优点,并通过样机实验表明了该变换器及其控制的合理性和有效性。     

三电平变换器在地铁超级电容储能中的应用

地铁超级电容储能系统具有双向稳压、功率密度高、充放电速度快和对交流电网无谐波污染等优点,是地铁再生电能吸收再利用的理想方案。DC/DC变换器作为地铁牵引网和超级电容之间的能量通道,是储能系统的核心。采用三电平DC/DC变换器,相对于两电平而言具有输入电压等级高、电流纹波小、效率高、体积小等优点。首先分析了三电平DC/DC变换器的工作原理,然后给出了超级电容及DC/DC变换器的设计方法,并详细设计了双闭环控制、前馈控制和均压策略,最后设计了1台最大功率为900 kW的超级电容储能系统,并搭建了PSCAD仿真模型,仿真结果验证了所设计的超级电容储能系统主电路和控制策略的合理性和可行性。     

基于MMC双向DC-DC变换器的超级电容储能系统控制策略分析与设计

研究一种基于多模块多电平双向DC-DC变换器的超级电容储能系统,该系统可有助于减小超级电容单体电压低与应用场合电压高间的矛盾。超级电容组间的均压控制是该系统稳定运行的关键之一。对超级电容组的均压控制和储能系统能量管理策略进行分析和设计。利用双向变换器的小信号模型分析超级电容储能系统电流控制与超级电容组间均压控制的关系,设计多模块多电平双向DC-DC变换器的双闭环控制策略,在稳定控制网侧电感电流的同时实现超级电容组间电压均衡的解耦控制。进一步,根据母线电压变化及超级电容荷电水平(state of charge,SOC)提出储能系统能量控制策略。系统仿真和实验验证了所提出的基于MMC双向变换器的超级电容储能系统控制策略的有效性。     

混合电动汽车辅助储能系统的研究

针对混合电动汽车在城市交通中频繁加速减速的特点,设计了基于超级电容储能的电动汽车辅助储能系统,选择两相交错式半桥拓扑双向DC/DC变换器作为超级电容的充放电电路.重点设计双向DC/DC变换器对超级电容的充放电控制,采用平均电流控制的两个电感电流内环和一个电压外环的控制策略,并对电动汽车辅助储能系统进行了Simulink仿真,从而有效验证了超级电容在电动汽车中应用的优势.     

基于车载超级电容储能系统在城市轨道交通的应用研究

介绍了超级电容储能系统的结构和双向DC-DC变换器的功能特性,制定了双向DC-DC变换器的电压外环、电流内环的双PI控制策略。列车启动阶段,牵引网电压下降,超级电容输出能量;列车制动阶段,牵引网电压升高,超级电容吸收能量。搭建了1 500 V直流电气化铁路仿真平台并进行了仿真,仿真结果验证了超级电容储能系统吸收再生制动能量,减少地铁电能的损耗,有效地控制了牵引网电压的下降和升高。     

基于隔离双向DC/DC变换器的电梯节能系统建模与仿真

为了解决超级电容存储型电梯节能装置成本高的问题,将隔离双向DC/DC变换器用于电梯节能装置,通过小信号分析法对隔离双向DC/DC变换器进行分析建模,引入了电梯变频器直流母线电压外环、超级电容充放电电流内环的双环PI控制策略,克服了从直流母线电压到超级电容电压大变比变换难以实现的技术难点,在完成电梯回馈能量的存储与再利用的同时,有效降低了电梯节能装置的成本。并利用超级电容放电电流大的优势,在电梯启动时超级电容节能装置提供大电流补偿,减少了对电网的冲击。通过Simulink仿真分析,验证了方法的有效性和可行性。     

三电平逆变器直流侧电容电压平衡问题

针对中性点接地的单相二极管钳位型三电平变换器在非理想条件下直流侧分压电容容值不相等,电容电压不平衡问题,分析了电容电压不平衡产生的机理.在三电平有源中点钳位变换器的基础上辅以悬浮电容,2个直流侧分压电容与悬浮电容在高频脉宽调制下交替形成双向导通回路.该控制方法有效地保持了直流侧电容电压平衡和悬浮电容电压的稳定,大幅减小所需直流电容的容值,同时悬浮电容为内管提供有效的钳位电路.仿真和实验结果表明,该电容电压平衡控制方法有效.     

一种新型大功率ZVZCS三电平DC-DC变换器

三电平直流变换器因其主开关器件电压应力仅为Vin/2且具有拓扑结构简单和软开关特性好等优点,受到工业界和学术界的广泛关注。基于IGBT的零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)三电平DC-DC变换器是大功率高压直流变换的主流方案,具有通流能力强、软开关负载范围宽和原边通态损耗低等优点。但目前ZVZCS三电平直流变换器仍存在原边电流复位困难和整流二极管电压应力高等问题,限制了该类变换器在大功率场合的应用。提出一种新型ZVZCS飞跨电容型不对称PWM半桥三电平DC-DC变换器,采用电压可变电流复位电路,在保证主开关器件宽负载范围实现软开关的同时不增加副边整流二极管的电压应力,且复位电路中的MOSETs全负载范围ZVS(zero-voltage switching)关断和ZCS(zero-current switching)开通。此外,该电路在飞跨电容两端串联一个双向开关,防止原边电流复位后反向,该双向开关在全负载范围可实现ZVS关断和ZCS开通,因此增加的损耗可以忽略。讨论了电路的结构、工作原理和特性,设计了一台6.5 kW实验样...     

一种基于超级电容的变频器电压暂降治理装置

研究了一种基于超级电容的变频器电压暂降治理装置,基于超级电容储能和双向DC/DC变换器直接作用于变频器的直流母线,保障了变频器在电压暂降期间能够正常运行,双向DC/DC变换器实现了储能充放电复用,提高了装置效率与功率密度。同时,提出了一种能量状态机控制方法,基于直流母线电压、连锁保护、储能电荷量的状态变化,仅通过直流电压检测和阈值设置即可完成能量分配控制和可靠运行,保证了装置响应的快速性。研制了一台100 kW电压暂降治理装置样机并搭建试验平台完成试验验证,试验结果表明,装置具备良好的稳态与动态特性,电压暂降治理效果显著,保障了变频器的连续运行。     

新型模块化多电平DC-DC变换器拓扑及其工作机理分析

针对目前模块化多电平DC-DC变换器拓扑结构及其主要采用的交流平衡控制方法所带来的问题,基于直流控制思想,提出了一种新型模块化多电平DC-DC变换器拓扑。通过重构一种全桥子模块结构,每个子模块电容同时包含两条充放电路径,相邻子模块间通过形成局部的并联支路实现电容间电能传递和电容电压自平衡,避免了子模块电容在单向直流电能变换导致的电压失衡。通过对变换器的平衡机理及其基本工作原理分析、仿真实验验证,结果表明所提出的变换器在直流控制方式下能够稳定运行,子模块电容电压具有自平衡能力,变换器电压变比范围大,具有适用于不同应用场合直流输配电的应用潜力。     

A novel large value ac capacitor using two dc capacitors

The paper proposes a novel power electronic circuit to realize bipolar ac capacitor using two unipolar dc capacitors. Experiments are successfully carried out to verify the validity of the proposed circuit. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

电容器大家族的新贵—超级电容器

重点介绍了超级电容器的结构、工作原理、性能特点和在国内外发展的状况。并指出:超级电容器作为电容器家族的一位新成员,还处于初期的发展阶段,由于其具有储能密度高、功率密度大、充电速度快和放电寿命长等优点,在日用电器、电动汽车、大规模储能和军事装备领域有望具有广阔的应用前景。     

电容器大家族的新贵一超级电容器

重点介绍了超级电容器的结构、工作原理、性能特点和在国内外发展的状况。并指出：超级电容器作为电容器家族的一位新成员,还处于初期的发展阶段,由于其具有储能密度高、功率密度大、充电速度快和放电寿命长等优点,在日用电器、电动汽车、大规模储能和军事装备领域有望具有广阔的应用前景。     

并联补偿电容器组的故障分析及保护配置

简要介绍了并联电容器在电力系统中的补偿机理及优越性,分析了电容器运行可能出现的故障和异常情况,进而详述了电容器所需配置的各种保护,为通用型微机电容器保护 研究作出了理论准备。     

500kV SF6断路器爆炸事故分析

通过对某台500-SFM-50E型500 kVSF6断路器的爆炸事故原因分析,找到了爆炸的原因是断路器在热备用过程中并联电容被击穿引起的,并提出了防范措施,避免同类事故的发生。     

500kVSF6断路器爆炸事故分析

通过对某台500-SFM-50E型500kV SF6断路器的爆炸事故原因分析，找到了爆炸的原因是断路器在热备用过程中并联电容被击穿引起的，并提出了防范措施，避免同类事故的发生。     

并联补偿电容器的经济运行

讨论了降压变电站中并联补偿电容器的经济运行问题。     

电容电压初值对CVT铁磁谐振影响的仿真研究

电容式电压互感器(CVT)的传统等效电路模型中忽略了电容分压器电容电压初值对等效电路模型的影响,然而在CVT暂态时这一因素的影响不能简单地看成是一个误差问题。基于正确的电容分压器的分压比公式,建立了计及电容电压初值的CVT完整的等值电路模型。基于此电路模型,利用Matlab中的电气系统模块库PSB建立了CVT铁磁谐振暂态过程的仿真模型。仿真结果表明,在二次侧短路又消除短路这种铁磁谐振激发方式下,不同的短路时刻和消除短路时刻对CVT的铁磁谐振过程有影响,甚至出现了持续的振荡过程。在二次电压过零短路同时又在其过峰值时消除短路的情况下,电容电压的初值可以抑制铁磁谐振过电压的持续时间,但电容电压的初值较大时,在系统加压瞬间出现的过电压,可能引起二次侧高速继电保护误动作。     

单相桥式整流滤波电容的设计

讨论了单相桥式整流滤波电容选择过大存在的问题,分析了单相整流电路充、放电过程,并根据在稳态时电容两端电压波动图形,得出最小的电容值相应的计算和设计依据.以便工程技术人员选择和设计滤波电容参数.     

千法级超级电容器的制备

超级电容器是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件 ,适于用作功率输出元件。超级电容器与化学电源组成电动汽车混合驱动系统被认为是解决电动汽车驱动的最好方法之一。我们采用活性炭作电极活性物质 ,并通过并联、串联组装出了 3V 10 0 0F及 6V 30 0F的超大容量电容器 ,电容器外观尺寸为 16cm× 6cm× 8cm。通过测试得出 ,所得电容器具有较准的性能