基于单周控制的新型环保储能式辅助开关电源

提出一种基于单周期控制超级电容器储能的单相并联型辅助电源装置.该电源装置在系统正常运行条件下具有并联型有源滤波器的滤波功能及动态无功补偿功能.当负荷由重载突变为轻载,甚至空载时,它能快速吸收突减的有功功率,当系统发生大的波动或短时供电中断时,它可向负载短时提供全部功率.实验研究表明,该装置能有效改善负荷品质,提高电能质量,增强负荷供电的可靠性.     

基于超级电容储能的统一负荷质量调节器的研究

以电能质量问题责任分离为出发点,将电能质量划分为供电质量和负荷质量.针对解决负荷质量问题,提出了一种基于超级电容储能的统一负荷质量调节器.调节器以并联型APF拓扑为基础,在其直流母线上配置了新颖的由双管升降压斩波电路控制的超级电容储能系统,利用超级电容的储能,调节器能够实现快速补偿负荷的波动功率或突变功率,使系统侧只需向负荷提供单位功率因数、电流波形正弦、没有冲击的有功功率.仿真研究验证了统一负荷质量调节器拓扑及其控制策略的正确性和有效性,能够有效改善负荷品质,提高电能质量.     

智能微电网中的超级电容技术

介绍了超级电容器的概念、分类和组成方式,阐述了超级电容技术在智能微电网中的应用,主要是提供短时供电、能量缓冲装置、改善微电网的电能质量、优化微电源的运行。     

一种具有实用拓扑的综合电能质量调节器的仿真和实验研究

提出了一种基于超级电容的新型电能质量调节器的实用方案。调节器拓扑采用双变换模式,输入侧采用12脉动多相整流,一是可以有效减小输入侧谐波电流,提高直流母线电压,二是多相整流的两套整流器中点直接将上下直流电容电压钳位在整流输出电压,省略了对直流电容的均压控制。超级电容模块接在直流母线上,在系统发生短时供电中断或电压暂降时,由超级电容向负载提供有功支持。研制了15kVA基于超级电容储能的新型综合电能质量调节器实验室样机。数字仿真及物理实验验证了所提拓扑结构和控制策略能够有效消除短时供电中断等电能质量问题的影响。     

牵引变电所电能质量评估及控制策略

牵引供电系统与电力系统是相互联系、相互影响的.作为电网的一级负荷,牵引供电系统要求电力系统向其提供稳定可靠的电源,同时牵引负荷具有随机波动性、非线性和不对称性等特点,产生的无功功率、负序功率和谐波对电力系统的电能质量产生了很大的影响[1,2].目前我国电气化铁路牵引变电所多采用同定并联电容补偿装置,用于提高功率因数兼...     

超级电容直流操作电源

提出采用超级电容,即双电层电容器EDLC(Electric Double-Laver Capacitor)代替铅酸蓄电池设计的直流操作电源系统。超级电容用于为冲击负荷和故障负荷提供电能,可根据负荷大小确定超级电容的容量,一般选择1 F/300 V,一只或多只并联。对于超级电容的储能密度不如铅酸蓄电池高的缺点,电源系统采用了双充冗余热备份结构。通过对超级电容系统的可靠性分析,表明冗余备份使电源系统的平均故障间隔时间MTBF(Mean Time Between Failure)提高了1.5倍。应用结果表明用超级电容代替铅酸蓄电池是直流操作电源系统的一个改进方向。     

双电源交错备用型通用电能质量控制器

传统的通用电能质量控制器(GPQC)直流侧如果没有储能装置,则无法实现不间断供电;即使直流侧装设储能装置,蓄电池储能或超级电容器储能都存在补偿时间、补偿容量及使用寿命均有限等问题。为此提出了一种由两个并联变换器和两个串联变换器构成(每一个并联变换器和串联变换器都通过一个直流电容交错的连接在一起)的新双电源交错备用型通用电能质量控制器(DPS-GPQC)和一种简单有效的控制策略。DPS-GPQC能够同时补偿电网谐波电压、电压跌落和上升、电压中断、三相电压不平衡、谐波电流及无功电流,且能够实现两个不同电源之间能量的交错备用。基于MATLAB/SIMULINK的仿真结果表明了DPS-GPQC良好的性能和所提控制策略的有效性。因此,所提结构既能同时解决两个不同系统的大多数电能质量问题,又可以有效提高电力系统的供电可靠性。     

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。     

短时阴影情况下光伏抗失配能力的超级电容补偿策略

光伏模组常受阴影影响处于失配运行状态,考虑到大部分阴影的持续时间较短,提出采用并联超级电容的策略进行补偿。在建立带并联电容的光伏模组等效电路的微分方程模型基础上,分析并联模组的工作特性和电压功率变化特性。从补偿方式和工作特性两方面,对比电容补偿方法和传统二极管补偿方法,结果显示在短时阴影情况下电容补偿方法可以更有效地改善光伏系统的输出特性,提高输出电压和稳定输出功率。探讨超级电容补偿在实际应用中所需要解决的关键问题,定义最佳工作区间和维持时间的概念,提出得到超级电容与维持时间的匹配关系的方法。     

浅谈用于电容补偿柜的低压断路器

<正>0引言随着社会的发展,对工业化的要求程度越来越高,各种电器的使用使人们对电力的需求和依赖性都越来越大。在电力供电系统中,为了提高电网的功率因数,节约电能,提高供电质量,改善供电环境,无功功率补偿装置被广泛应用于电力供电系统。无功补偿的具体实现方式主要为:把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电     

无额外直流储能元件的串联型电能质量控制器新型控制策略

对电压幅度暂变的最大补偿时间是串联型电能质量控制器(series power quality controllers,SPQC)重要性能指标。若没有额外直流储能元件,传统的同相位控制或能量优化控制只能提供有限的补偿时间。该文对SPQC提出一种新型控制策略,它在负载电压控制的同时,自动地从电源吸收部分有功功率来补偿其系统损耗,从而提高最大可补偿时间;甚至在没有额外直流储能元件时还具有持续补偿能力。采用负载电流相量为参考相量的新型相量图表示方法,使得SPQC系统内各相关变量之间的关系更加清晰简单。在电源电压幅度暂变和额定状态,分别对系统进行相应的相量图分析,得到采用这种新型控制策略的定量补偿电压幅度、可完全补偿的最大程度电压暂低以及系统的功率流动方式。根据系统能量平衡关系,提出该新型控制策略的一种简单统一实现方法。计算机仿真和原型实验验证了所得结论。     

基于超级电容储能的动态电压恢复器研究

针对微电网电压闪变问题,研究了基于超级电容器储能的新型动态电压恢复器(DVR)系统。通过引入超级电容器储能,有效的利用了超级电容器极高的充放电能力和电荷储存能力,使动态电压恢复器在补偿电压时能快速提供稳定的电压。此外,通过研究基于超级电容的动态电压恢复器的控制策略,采用前馈加反馈的双闭环控制,引入了电容电流反馈,提高了系统的动态响应速度和控制精度。由于直流电源放电功率的提高,动态电压恢复器适用于频繁出现电压跌落的微电网线路,并且对阻性负载和阻感性负载有较好的适应性。仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。     

压缩空气与超级电容混合储能膨胀发电系统建模与最优跟踪负荷控制

为了提升可再生能源的利用率并提高电网质量,采用超级电容和压缩空气相结合构成混合储能系统,通过详细介绍各部分结构和工作原理,建立了储气室、涡旋膨胀机、永磁发电机的状态空间表达式与石子填充床蓄冷蓄热模型的传递函数。基于最优跟踪技术,为超级电容控制单元-Boost变换器设计了状态反馈精确线性化控制率。针对启动与突加负载时刻超级电容单元快速补偿电网负荷进行了仿真研究,并基于某地24小时的电网负荷曲线进行了混杂系统最优跟踪负荷的仿真实验。实验结果表明,最优跟踪控制器对于基于超级电容和压缩空气混合储能的发电系统具有很好控制效果。     

自呼吸式直接甲醇燃料电池混合系统的研究

目呼吸式直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种没有辅助设备的便携式电源.由于自呼吸式DMFC输出性能较差,且负载在突然变化时不能及时响应并满足负载瞬时功率需求,因此通常需要添加辅助电源在负载变化时进行充电或放电,即采用混合供电模式.主要是对聚合物锂电池和超级电容组成的两种不同混合电源系统进行研究,通过实验表明;超级电容的混合电源系统可以更快的响应负载的变化.     

基于复合储能系统的微网联络线功率优化

风电资源具有波动性、随机性,直接接入电力系统会对电力系统的安全稳定运行造成影响,因此提出一种基于超级电容器、蓄电池和压缩空气储能组成的复合储能系统。超级电容器和蓄电池组成平抑短时间尺度功率波动的储能系统;压缩空气储能组成长时间尺度下削峰填谷的储能系统,根据上下限功率约束控制联络线功率。建立考虑寿命损耗的复合储能系统成本模型。仿真结果验证了所提复合储能系统的有效性,且相比于其他储能方案,其具有更好的经济性。     

独立光伏系统混合储能控制策略研究

对独立光伏系统中混合储能系统的控制策略进行了研究。提出了一种新的基于模式识别的仿人智能控制策略。该策略首先要求蓄电池DC-DC恒流输出,超级电容DC-DC恒压输出;然后通过观测超级电容电压识别出系统当前模式,运用规则推出蓄电池电流的改变量和蓄电池电流变化率的限制值,从而可以使蓄电池电流平稳并且随负载变化而变动。理论分析和实验证明该策略可以使超级电容优先吸纳负载波动量,蓄电池电流平稳且随负载变化而变动。该策略较好地实现了混合储能系统的控制目标,并且简便易行,有较高的性价比。     

考虑负载变化率的混合储能分频控制优化策略

传统混合储能多采用直流母线响应高频负载,超级电容响应中频负载,蓄电池响应低频负载的分频控制,并未考虑负载变化率问题,本文首次提出考虑负载变化率的混合储能优化分频控制。首先根据储能元件Ragone曲线,选择能够覆盖负载频率变化范围最大的超级电容和铅酸电池作为混合储能元件。然后进行混合储能优化分频控制策略的设计,该控制策略采用基于分段函数的功率一次分配和基于分频控制的功率二次分配,且能够提高混合储能响应负载的精度。最后通过仿真实验将所搭建模型应用于居民区微电网负荷削峰,结果与理论分析一致,验证了该控制策略的正确性。     

基于超级电容储能的SiC器件变流器性能分析

超级电容储能系统的促进功率响应能力优势是改善分布式发电电源的电能输出效率的有效方式,为此利用SiC器件设计SiC MOSFET典型等效开关模型,并将其应用到超级电容储能系统中,进一步提升系统单位能量的传输能力。基于超级电容器工作原理,建立超级电容储能系统数学模型,有效分析基于超级电容储能的SiC器件变流器性能。经仿真验证,超级电容器可准确响应功率由负到正的变化;随着传输功率的逐渐增大,基于超级电容储能的SiC器件变流器传输效率也呈现上升趋势,在功率接近储能系统变流器额定功率时,变流器效率逐步稳定,运行效率在98%左右;响应速度较快,输出电压波动以及输出功率的波动幅度较小,具备较强的输出抗干扰性;达到电压稳定输出的时间较短,且超调量较低。