超级电容器恒流充放电热行为分析

从混合动力汽车到电力系统等领域,超级电容器作为储能器件被应用在储能单元中。为了研究超级电容器性能受温度影响的现象,提出了一种超级电容器的三维热模型,并首先用有限元分析法仿真了常温条件下超级电容器恒流充放电过程中的热行为,然后用热电阻实际测量超级电容器充放电过程中内部温度的变化情况,结果表明该模型在中小电流充放电条件下能准确地模拟超级电容器的发热情况,其仿真结果与实验结果较符合。从而可知,在常温下,用中小电流对超级电容器充放电,超级电容器温升≤15°C,其性能是可靠的。     

不同测试技术下超级电容器比电容值的计算

超级电容器电化学性能测试技术多种多样,针对不同测试技术其比电容值计算方法不同,而比电容值是评价超级电容器性能好坏的一个重要指标。总结了不同测试技术下超级电容器比电容值的计算方法,经过分析比较,给出了不同测试技术下电容值对应的合理计算方法,并讨论了计算超级电容器比电容值时需要注意的主要问题,期望为相关研究人员提供一定的借鉴和参考。     

一起集合式电容器跳闸事故分析与处理

介绍了一起集合式电容器跳闸事故分析与消缺过程。麻池变电站9911电容器组跳闸后试验发现集合式电容器A相AO部分电容量初值差超标,吊芯后精确测试内部各电容单元的电容量发现电容单元A2的电容量初值差为－33.04%,远超规程要求,其他电容单元均正常。现场更换合格的电容单元,整体回装后试验正常,短时间内彻底消除了缺陷,投运后电容器运行正常。     

±800 kV雅砻江换流站BP13高压电容器不平衡电流及过电压分析

滤波器的高压电容器是特高压直流输电系统中故障率相对较高的设备,通常配置不平衡保护来反映其内部的故障情况。为进一步明确高压电容器内部故障工况与不平衡电流、过电压等外部故障表现的量化关系,为实际工程不平衡保护的配置与优化提供理论支撑,文中以±800 kV雅砻江换流站BP13高压电容器为研究对象,考虑高压电容器内部部分电容单元断开、电容单元内部部分电容元件断开两类典型故障,分析推导了不平衡电流与故障单元/元件个数的对应关系,并给出了电容单元故障后高压电容器不同位置的过电压表达式。基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了理论推导的正确性,明确了可以导致现有三段不平衡保护动作的具体故障工况。     

可选择型低值电容标准的研究

在电磁计量和仪器仪表行业中,通常需要高稳定电容标准器装置对仪器设备进行量值检定校准以确保它们测量的准确性。可选择型低值电容就是一种可在同一系统中输出不同稳定微小电容值的标准器。针对该类电容器最大不确定度来源之一,即屏蔽栅通孔的边缘效应,文中采用3-D电场仿真对其进行了深入研究分析,同时依据仿真结果完成了一种可选择型低值电容标准器的整体结构设计,为其实际加工制作奠定了坚实的理论基础。     

基于meat-grinder脉冲电源的感应线圈炮发射性能仿真分析

为了减小脉冲电源的体积,探索电感储能脉冲电源用于感应线圈炮的可行性,在线圈炮系统中引入了电容转换的meat-grinder脉冲电源电路。首先对该脉冲电源驱动感应线圈炮负载的工作原理进行了分析。然后基于Maxwell 2D仿真环境,建立了单级感应线圈炮的2维有限元模型,瞬态仿真确定了触发放电位置,并分析了驱动线圈电感和电容器电容值对发射性能的影响。仿真结果表明:电容转换的meat-grinder电路用于驱动感应线圈炮是可行的;触发放电位置、驱动线圈的电感和电容器的电容值对发射性能都存在影响;选择合理的参数可以提高发射效率。在系统设计时,驱动线圈电感和电容器电容值的选取需要从降低断路开关电压,保持较高发射效率,以及降低电容器容量要求等方面综合考虑。     

链式STATCOM直流侧电容电压平衡控制

由于链式STATCOM直流侧电容器相互独立,如何使这些电容器上的电压保持一致是装置安全可靠运行需要解决的关键问题。从能量的角度,通过研究链式STATCOM直流侧电容的电压变化过程,解释了电容电压不平衡现象产生的机理。通过simulink进行了仿真验证。另外,还研究了开关脉冲循环换位对直流侧电容电压不平衡的抑制作用,但是当STATCOM链节单元的并联损耗不同时,开关脉冲循环换位就不能够抑制电容电压不平衡。提出了开关脉冲排序换位的方法,即使STATCOM链节单元损耗不同,也能够使电容电压趋于平衡。仿真结果表明,开关脉冲排序换位能够有效地抑制电容电压不平衡。     

一起雷击引起串联补偿装置故障的分析

串联电容补偿装置作为高压输电系统中关键的无功调节设备,其运行的可靠性尤为重要.针对一起雷击接地故障引起的500 kV线路串联电容补偿装置C相电容器组起火的质量事件,导致串补不平衡电流高值保护动作,串补重投不成功.通过对串联补偿装置保护动作情况和电容器组电容量测量数据的分析,查明事件原因为雷击使电容器单元两端电压瞬间升高发生击穿故障和电容器组桥臂并联电容器单元太多发生外壳爆破.结合原因提出了故障处置方案和相应的预防措施.     

基于内阻补偿的超级电容器充电轨迹优化策略研究

为了克服超级电容传统充电策略充电时间与电容满充之间的矛盾，提出一种基于超级电容内阻补偿的恒流充电方法，该充电方式能够通过恒流充电达到传统恒流-恒压充电方式的满充效果，同时大大减少充电时间。首先分析了超级电容器充电轨迹优化的原理，然后通过实验对可行性与有效性进行验证，最后进一步采用Matlab仿真分析了不同条件下超级电容器的充电性能。研究结果表明：该方法可在基本不降低充电效率(0.2%)的前提下有效减少超级电容器的充电时间(23.5%)。     

低压电容器电容值衰减原因分析及改造

通过我公司对低压电容器电容值衰减原因的分析,提出电容器改造的计算方法,通过测试验证了改造方案的可行性,为避免出现电容器电容值衰减提供了参考依据.     

考虑ESR的DC-DC型开关变换器的研究

电容的寄生参数串联等效电阻（ESR）是电容的一个重要参数,它对电路的性能有较大影响,特别是当电容用于DC-DC型开关变换器中输出电压滤波时对输出电压的纹波影响较大,由于电容的ESR存在,它增加了DC-DC型开关变换器动态小信号数学模型的一个零点,在分析和设计DC-DC型开关变换器系统中应予以重视。文中以Buck型开关变换器为例,分析讨论了电容串联等效电阻对Buck型开关变换器的输出纹波电压及动态小信号数学模型的影响,利用psim软件对所得的结论进行了仿真验证。所得到的结论对DC-DC型开关变换器其它拓扑的滤波电容的选择和控制系统设计有参考价值。     

迎丰桥变电站电容器组频繁跳闸原因分析

针对220 kV迎丰桥变电站10 kV II-IC 324、II-3C 330电容器间隔由于不平衡电压引起断路器频繁跳闸,对其电容器组进行电容量检测。并对超标相电容器进行单个电容量测试。结果发现:电容量超标导致放电线圈二次不平衡电压达到7.56 V,超过设定的不平衡电压保护定值3V从而引起报警,应更换电容量不合格的电容器,使三相电容量平衡,以消除不平衡电压。     

应用GM（1,1）模型研究高压脉冲电容器的长期贮存寿命

根据高压脉冲电容器电容量变化缓慢、实验数据较少等特点,使用GM(1,1)模型及残差修正GM(1,1)模型分别对其电容量的变化进行了预测,与实际测试值相比具有较高的精度。并使用基本GM(1,1)模型对该电容器的寿命进行了估计和分析。     

应用GM(1,1)模型研究高压脉冲电容器的长期贮存寿命

根据高压脉冲电容器电容量变化缓慢、实验数据较少等特点,使用GM(1,1)模型及残差修正GM(1,1)模型分别对其电容量的变化进行了预测,与实际测试值相比具有较高的精度。并使用基本GM(1,1)模型对该电容器的寿命进行了估计和分析。     

考虑宽负载变化的有源电容等效容值控制与损耗分析

二端口有源电容是一种仅有2个引出端口而无需任何附加电气连接端子的有源电路。然而,基于传统控制方法的有源电容等效容值在理想情况下是无穷大的,这不适用于某些需要精确容值的无源电容应用场合。为此,提出了一种基于二端口有源电容的等效容值控制方法,该方法能根据不同的应用需求实现对有源电容的精准容值控制。首先,对有源电容的阻抗进行建模与分析;然后,通过基于单相整流器的仿真分析,将通过等效容值控制的有源电容与具有相同容值的无源电容进行对比,以验证控制精度;最后,通过与传统有源电容控制方式在功率损耗和动态响应速度方面进行对比,结果验证了所提出等效容值控制方法的有效性。     

基于直流微网虚拟电容控制的等效电容计算方法

相较于交流电网,直流微网结构简单、效率高,且能够更好地消纳光伏、风电等分布式新能源,但其几乎不具有惯性。通过对端口换流器施加虚拟电容控制策略,使其可模拟电容充放电特性,能够改善直流电压质量,增强直流微网稳定性。但该控制方法对系统惯性提升机理暂不明确,虚拟电容控制策略所虚拟出电容值大小等问题也有待进一步探究。据此,类比于交流电网在负荷突变瞬间发电机按照惯性大小分担负荷的特性,提出直流微网中各端功率调节初期按照端口电容值比例进行分配,并在此基础上提出基于虚拟电容控制策略的等效电容计算方法,探究虚拟电容与等效电容间的对应关系。最后,搭建了控制器级的硬件在环测试平台,验证了虚拟电容控制策略的有效性、直流微网功率调节分配依据及所提等效电容计算方法的正确性。     

三相有源滤波器直流侧电容与电压波动关系分析及设计

有源滤波器的直流侧通常配置很大的电解电容,电解电容器的电压纹波额定值较低,损耗较大,应对电容值做出合理选择以避免内部发热。面对大容量的谐波补偿要求,并联有源滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)需要进一步降低系统体积和成本。针对电容值与直流电压纹波关系这一问题,分析了三相SAPF补偿系统的瞬时功率流动,得到对直流电压波动有影响的功率分量,并在特定的负载条件下求取了振荡功率的积分值,得到电容能量波动的精确值,提出了一种考虑电容纹波电压关系的电容容量优化设计方法。利用MATLAB仿真模型并与其他文献比较,验证了所提思路及结果的正确性及有效性。     

一种基于电容测量的放入式电子测压器设计

设计一种新型的放入式电子测压器。它是直接利用测压器的壳体来作为电容器的一个极板，而在测压器的壳体内腔固定一封闭圆桶使其外壁为电容器另一极板，共同构成一个电容器，利用测压器的壳体受压后产生变形使电容器两极板间的距离变化将导致电容器电容量变化的原理测量测压器的壳体所受到的压力。本文分析了测压器的壳体受到的压强与其产生形变的关系并给出了这种传感器的灵敏度和动态响应频率。通过分析，这种基于电容测量的放入式测压器具有响应迅速、结构紧凑、成本低的优点。     

无功补偿电容器电容量的不拆头测量

本文对电力系统中常用的不同主接线的无功补偿电容器组进行了描述,对两种主接线的不拆头电容量测试方案的适用性进行了讨论,通过理论分析和对不拆头电容量测试仪的工作原理模拟探讨,说明了运用不拆头电容量测试仪应根据不同的接线方式采取相应措施方能得到正确试验数据。最后通过一个实际测试案例证明,对于串联电抗器接于中性点侧的接线方式,如果不改变主接线方式,则应将电容器组的接地刀闸措施为分位,方能进行各相电容量的正确测试。     

改善低直流母线电容电机驱动系统稳定性方法

使用薄膜电容代替电解电容的低直流母线电容电机驱动系统具有更长的寿命、更少的成本和体积以及更高的功率因数等优势,可消除电解电容带来的诸多弊端,但也造成了诸如系统稳定性等问题。首先对低直流母线电容电机驱动系统的稳定性进行了理论分析;在此基础上,采用重构直流母线电压参考信号的有源阻尼法解决了系统稳定性问题;最后,通过实验在无速度传感器感应电机驱动系统中验证了该方法的有效性。