超级电容器与起动电池并联混合电源的研究

汽车工业的发展对起动电池的大电流放电性能提出了更高的要求。蓄电池和超级电容器组成的混合电源就具有极其优异的大电流放电特性。本文对几种不同型号的起动免维护电池和超级电容器直接并联组成的混合电源进行了不同温度下的大电流放电特性研究,并通过理论计算和实际数据结合,推导出需要和蓄电池并联的超级电容器的容量匹配公式。     

超级电容-蓄电池复合电源结构选型与设计

系统分析了混合动力汽车用蓄电池的不足以及应用超级电容器的优势,研究了超级电容器与蓄电池构成复合电源的3种不同组成方式,指出将高功率密度的超级电容器与高能量密度的蓄电池通过功率DC/DC变换器匹配,使之既可以输出,吸收高倍率电流的冲击,又可以满足多次高倍率电流所需的高能量密度.实验与仿真结果表明,双向DC/DC变换器的并联结构具有较好的效果和实用性.     

超级电容器与蓄电池并联混合电源放电特性

综述了超级电容器与蓄电池组成混合电源的研究现状,研究了超级电容器与蓄电池直接并联组成的混合电源在不同配置比例、不同电流和不同温度下的放电特性,并测量了混合电源的自放电性能。     

蓄电池-超级电容混合储能系统放电控制策略

提出了一种针对直流照明负载的超级电容-蓄电池混合储能系统放电控制策略。该方案利用简单的电力电子控制电路,合理控制超级电容与蓄电池放电顺序,利用超级电容功率密度高、瞬时放电电流大的优势应对突加负载带来的冲击性电流,减小对蓄电池的冲击,利用仿真软件对该放电控制策略进行了全过程仿真。仿真结果表明:该控制方法可以有效减少放电初期冲击电流对蓄电池的影响,延长蓄电池使用寿命。     

蓄电池大电流放电自动恒流控制装置

本文介绍了一种蓄电池大电流放电自动控制装置。该装置的特点是在主回路电路中增加并联辅助回路,通过用自动控制装置来调整辅助回路电流,使蓄电池放电电流保持恒定。在电流自动控制的同时,可对放电电流进行自动记录。     

电动汽车复合能源系统设计

为解决燃油汽车带来的环境、能源等负面问题,推进新能源在汽车领域的应用逐渐成为人们关注的焦点。文中基于太阳能电池、超级电容和蓄电池3种能量源,对电动汽车复合能源系统进行了研究。针对各能量源的特性设计了基于Boost电路的最大功率点跟踪控制器以及连接超级电容与直流总线的电流双象限DC/DC变换器,并通过MATLAB仿真工具箱对其进行了仿真,进而确定了电路参数。同时,基于电流约束设计了系统的总体控制策略,并进行了相关测试。实验结果表明,复合能源系统可对太阳能电池进行最大功率点跟踪,而且巧妙融合了超级电容的高比功率以及蓄电池高比能量的特点,有效缩短了蓄电池大电流放电的时间,改善了电动汽车启动及加速时的性能。     

基于双向DC/AC变换器的混合储能系统动态控制策略

针对风电和光伏并网发电系统的功率波动问题,研究了一种基于双向DC/AC变换器的混合储能系统的动态控制策略。对含有超级电容器与蓄电池组的混合储能系统,通过双闭环控制器对变换器内部的电压电流进行控制,把波动变化较快的电流分量分配给超级电容器,由蓄电池来响应波动变化较慢的电流分量。同时,控制系统将超级电容器的电压稳定在预设范围内。基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)对蓄电池的荷电状态(State of Charge, SOC)进行控制,使其SOC值稳定在安全范围内并延长了蓄电池的使用寿命。通过仿真实验,验证了控制方法的有效性。     

混合储能式太阳能LED路灯控制器的设计

系统分析了太阳能LED路灯用蓄电池的不足以及应用超级电容器的优势,提出了基于超级电容器与蓄电池构成的有源式混合储能系统.指出将高功率密度的超级电容器与高能量密度的蓄电池通过高效率双向DC/DC变换器匹配,既可以实现短时大电流能量的高效收集,又可以实现小电流的高效收集,避免蓄电池受到大电流的冲击,使系统在阴雨天仍然能够将...     

电动汽车复合电源系统仿真研究

当前,电动汽车用蓄电池的比能量和比功率还不能达到理想的要求,将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容—蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足。综合考虑运用两种储能系统的优缺点,解决了电动汽车续驶里程与加速爬坡性能之间的矛盾。在MATLAB/Simulink环境下对复合电源系统中重要模块进行仿真,测试结果显示,采用超级电容—蓄电池的复合电源系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能和能量利用率。     

超级蓄电池技术的研究进展

超级蓄电池是由铅酸电池和超级电容器通过创新组合的内并联而形成的新型储能装置,它具有铅酸电池高能量和超级电容器高功率的优点,在部分荷电态大功率充放电状态具有较高的循环寿命,适合高倍率循环和瞬间脉冲放电等工作状态.介绍了超级蓄电池的基本概念及原理,并对超级蓄电池技术的发展历程和现状进行了总结.     

直流输电控制系统的组成及功能

介绍了高压直流输电控制系统的组成、基本控制功能及控制方式。直流极控制系统是换流站控制系统的核心,主要功能是通过对整流侧和逆变侧触发角的调节实现系统要求的输送功率或输送电流。直流输电和交流输电技术的显著不同在于输电过程对控制保护系统的依赖性。直流输电是建立在阀导通和截止控制上的一种电能传输方式。     

双向DC／DC变换器中电流断续的全数字控制研究

基于DSP TMS320F2407A的控制系统,提出了一种在电流断续时采用开环控制的策略。通过采样输入输出电压计算电感的平均电流,用这个平均电流进行PI调节。实验结果表明,当电感电流断续时,该控制策略可以很好地实现电路的恒流控制。     

基于模块化隔离型DC/DC变换器的海上直流风电场并网方案

与传统的海上风电场采用中压交流系统汇集电能不同,海上直流风电场采用直流系统实现电能的汇集和远距离传输。为减小海上风电场的投资,提高其运行效率,设计了一种基于模块化隔离型DC/DC变换器(MIDC)的新型海上直流风电场并网方案。首先,对三种可能作为MIDC子模块的DC/DC变换器进行了参数设计和对比分析,最终确定了LLC串并联谐振变换器作为MIDC子模块的拓扑。在此基础上,设计了MIDC的控制系统,在实现MIDC子模块间均压和均流的同时,实现了对风力发电机组输出功率的最大功率跟踪。最后,通过仿真验证了所设计的海上直流风电场并网方案的可行性和所设计的MIDC控制系统的有效性。     

Application of DC/DC Ćuk converter as a soft starter for battery chargers based on double-loop control strategy

This study presents a new soft starter based on a Ćuk converter for output-current trajectory–tracking task in a battery-charger system. For this purpose, a double-loop current controller is developed, which is able to control the input current of the converter as well as its output current. The reference value of the input current is modified using a proportional-integral-derivative (PID) controller through an outer loop, which works to reduce the steady-state error of the output current. Also, sliding-mode theory and equivalent-control method are used to establish the closed-loop–system stability and investigate the dynamic performance of the switching regulator. The system robustness is studied in depth taking into account the parametric variations associated with various operating points of the battery charger. The utilization of a hysteresis modulator in the control loop removes the risk of control-signal saturation and guarantees the converter operation. The developed system not only has the merits of simplicity of the current control and smooth response but also ensures a wide current-regulation range. The proposed cascade controller is tested using simulations in powersim (PSIM) software. Finally, the system effectiveness is validated via the experimental results.     

天广直流输电系统控制策略改进建议

基于天广直流输电系统基本控制策略以及用于控制的实际直流电流和实际直流电压的计算原理,分析了不正常的直流电流测量结果产生的负面影响。发现这种不正常性可能导致用在控制中的电流裕度等于逆变侧的直流电流测量误差,从而控制策略开关启动。建议将电流裕度设定为0.12 p.u.,以保证直流输电系统的安全稳定运行。这一改进措施经RTDS仿真得到了验证。     

基于桥臂电压控制的MMC直流短路主动限流方法

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统直流短路后电流上升迅速且伴随大量的能量释放,为限制其故障电流,提出一种基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法.根据故障电流影响因素分析,针对不同交流出口特性需求,设计了故障期间桥臂电压控制方法,通过减小桥臂电压直流...     

基于Zigbee的新型直流泄漏电流测量终端的设计

针对现有变电站直流系统直流泄漏电流测量传感器需要现场布线,灵活性差等问题,研制了基于CC2530 IEEE 802.15.4/ZigBee片上资源的新型直流泄漏电流测量终端,并进行了测量精度和通信可靠性测试。其中电流传感模块基于霍尔磁平衡的穿芯式小电流传感器实现,主控单元模块基于CC2530实现测量信号的数字化、传输以及电源管理等功能。测试结果表明,研制的测量终端量程为0~20 m A,能有效分辨50μA的电流,室内环境有效通信距离可达50 m。     

直流微电网的储-荷虚拟直流电机优化控制技术

为提升虚拟直流电机（VDCM）控制对直流微电网的电压惯性与阻尼支持能力,并改善负荷侧的电压响应,提出了储-荷VDCM优化控制技术。通过类比直流电机的外特性建立储能侧和负荷侧VDCM动态模型。对VDCM控制进行改进,在储能侧对系统提供惯性支持,在负荷侧对系统施加阻尼控制,从而消除储能侧VDCM中电压惯性和阻尼的冲突,为系统母线提供足够的动态支撑。在此基础上,设计负荷侧惯性灵敏度控制环节,使储-荷VDCM能够为负荷提供灵活可控的电压惯性。根据李雅普诺夫稳定理论,分析所提VDCM优化控制对系统的稳定支持作用,根据分析提出参数优化方案,并利用时域仿真分析,验证所提控制策略的有效性。     

基于LCC-MMC的三端混合直流输电系统故障特性与控制保护策略

研究了送端为相控型换流器(line commutated converter,LCC)、受端为2个并联的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)组成的三端混合直流输电系统的交直流故障特性及其控制保护策略。在分析现有故障穿越控制策略的基础上,针对交流侧故障提出整流站LCC最小触发角控制、逆变站MMC最大调制比控制与直流电压偏差控制的协调策略;针对直流线路故障,通过在直流线路两端配置限流电抗器构造边界条件,提取直流线路故障电流暂态突变量以识别故障位置,并采用直流断路器开断故障的方法,可以快速隔离直流线路故障并缩小故障影响范围。最后,在PSCAD/EMTDC中建立混合直流输电系统模型,仿真验证了所提策略的可行性。结果表明,所提控制策略在所联接电网交流故障情况下可相应提高直流系统的输送功率,降低功率输送中断发生的概率;直流线路故障时基于直流断路器的直流电流突变率保护策略能够快速隔离故障,提高供电可靠性。     

具备故障限流功能的新型线间直流潮流控制器

直流电网在发生故障时,电流会迅速增大,危及整个系统安全运行。而用于切断故障电流的直流断路器开断能力有限,需要与故障限流器配合使用。随着直流电网结构的日益复杂,潮流控制问题也日益突出。在直流潮流控制器原有的潮流控制能力上,探索其故障限流能力并提出一种具备故障限流能力的新型线间直流潮流控制器拓扑。潮流控制部分采用线间直流潮流控制器,故障限流部分采用晶闸管控制电感投入实现限流。对所提控制器的工作原理、动作过程及理论分析进行了研究,并在单端等效系统及四端柔性直流电网中进行了仿真验证。仿真结果表明,该控制器可在正常运行时控制2条线路的潮流,在某一线路单极接地故障时进行故障限流并通过与直流断路器配合完成故障电流的切除,该装置及控制策略的可行性与有效性得到验证。