智能微网中铅酸电池储能系统控制策略

介绍了铅酸电池储能系统组成,包括铅酸电池组、电池管理系统（BMS）和储能变流器（PCS）,对铅酸电池储能系统的并网PQ控制、离网V/F控制、并离网切换控制和恒压浮充控制等控制策略开展研究,在此基础上研制了250 kW/800 kW·h铅酸电池储能系统,应用于扬州经济技术开发区智能电网综合示范项目中,试验证明所采用的控制策略能够满足运行要求。     

深海载人潜水器电池管理系统控制策略研究

为保证锂离子电池的安全性能,在应用中必须使用电池管理系统进行监控和管理,其控制策略是否合理显得尤为重要。针对在深海载人潜水器这一特殊深海装备中使用的电池管理系统控制策略进行了研究,从硬件架构和软件策略等两个方面论述应用于4 500 m "深海勇士号"电池管理系统的控制策略关键技术,海试结果证明了该控制策略的可靠性和准确性。     

基于飞轮储能技术的新型UPS充电控制研究

针对UPS中化学电池的不足,研究了飞轮电池的充电控制策略,并将其应用到新型UPS系统中。把矢量控制策略应用于飞轮电池的充电控制中,通过对飞轮电池所用电机的定子电流进行d、q轴分解,控制id等于0,进而实现控制q轴电流即可控制飞轮电池的充电电流。在建模的基础上进行了仿真和实验研究,仿真与实验结果表明,采用该控制策略的永磁同步电机控制性能良好,能够满足飞轮电池快速充电的要求。     

一种改进的变步长电导增量法在光伏MPPT中的应用

分析了光伏电池特性和数学模型,针对传统变步长电导增量法起动阶段响应速度慢和跟踪准确度差的弊端,提出了一种起动阶段应用固定电压法的变步长电导增量法的最大功率点跟踪控制策略,并对跟踪比例因子K的选取进行了深入有效地分析。仿真结果表明了该策略可以有效地提高跟踪的准确度、速度以及能量利用率,并在dSPACE快速控制原型系统中进一步实验验证了上述控制策略的正确性和实用性。     

无损卡尔曼滤波在估算动力电池SOC中的应用

电动车电池管理系统(BMS)能精确估算电池荷电状态(SOC),是电池安全和优化控制充放电能量的必要保证。针对整车环境下动力电池的非线性、强耦合特性,在多维动态补偿安时积分与电池模型融合的基础上,提出一种无损卡尔曼滤波(UKF)方法估算电池的SOC。应用Simulink仿真工具及Stateflow有限状态机工具建立一个简单可靠易移植的电池管理系统应用层控制策略模型。仿真结果验证了模型的可靠性,同时表明无损卡尔曼滤波能获得准确的SOC估算值。     

基于模块化多电平变换器的插电式混合电动汽车系统充电控制策略

针对带独立发电机的混联式插电式混合电动汽车(PHEV),该文提出一种基于"背靠背"模块化多电平变换器(MMC)的一体化功率变换器拓扑及其外接单相交流电源充电控制方案。该方案利用MMC拓扑模块化结构的优势,分析了拓扑工作在单相交流充电模式下各桥臂、子模块的功率流向等特点,基于载波相移正弦脉冲宽度调制,提出适用于该控制策略的正弦半波调制方法,采用基于桥臂电流控制的电池荷电状态(SOC)层次化均衡策略,无需额外的充电电路以及复杂的电池管理系统(BMS),可实现各电池单元的快速均衡充电,避免因单体电池差异引起的整体储能系统循环寿命缩减。通过Simulink仿真及RT-LAB实时仿真器硬件在环实验,验证了该变换器的可行性和充电控制策略的有效性。     

新疆风电场有功功率控制策略与实现

风电场大量、快速和成规模接入电网给电网有功调度和控制带来新的挑战。文中阐述了在能量管理系统的自动发电控制基础上开发的风电场有功功率控制策略,介绍了该控制策略的实现方案和在风电场通信方式、风电机组控制逻辑的相应技术措施。实际风电场的试验结果表明,采用所提出的控制策略可以实现风电场有功功率的快速、精确控制。     

基于快速原型的开关磁阻电机控制系统开发

采用d SPACE开发平台对纯电动汽车驱动用5k W三相12/8极开关磁阻电机(SRM)控制系统进行快速控制原型设计与开发。依据开通角和关断角随电机转速变化而改变的原理,在Simulink环境下建立了SRM控制系统实时仿真模型,在ContorlDesk环境下在线调整控制参数,优化控制策略和控制参数以获得良好的控制效果。以快速控制原型开发中的控制策略和控制参数为基础对SRM控制系统进行开发,试验结果表明在满足控制性能的前提下,该方法可缩短控制系统的开发周期,节约开发成本。     

矩阵变换器双电压合成控制策略的实现

分析了矩阵变换器双电压合成控制策略的特点,用dSPACE的快速控制原型（RCP）实时仿真系统,对矩阵变换器的双电压合成控制策略进行了实时仿真,给出了实时仿真波形。仿真结果表明,此方法有好的快速性和可靠性,可快速评估系统的可行性。     

基于子模块旁路与锁定接入的MMC锂电池组管理系统均衡控制策略研究

随着储能技术的发展,锂电池管理系统及其控制策略成为研究热点。针对基于模块化多电平换流器的锂电池组管理系统,讨论了现有电压均衡控制策略的局限性与限定条件,提出了一种基于子模块旁路与锁定接入的智能均衡控制策略,可以在保证等效两电平输出前提下,实现电池电量的快速均衡控制。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性。     

基于ABC-RFEKF算法的锂电池SOC估计

准确、可靠的荷电状态(SOC)估计可以为电池管理系统的安全高效使用提供保障。针对锂电池SOC估计精度不足的问题,提出人工蜂群算法(ABC)和随机森林优化EKF算法(RFEKF)分别实现电池模型的参数辨识和SOC估计。在建立双极化模型的基础上,为解决在线辨识初始误差累积的问题,采用ABC算法搜索最小模型电压误差下的全局最优阻抗参数值,实现模型参数的精确辨识。在获得精确的模型参数基础上,使用随机森林(RF)对SOC后验估计误差进行在线补偿,达到弥补传统EKF算法高阶项误差的目的,进而实现SOC高精度估计。联合半实物仿真系统和电池测试平台,在EPA城市动力工况下对SOC估计算法实现快速控制原型验证。结果表明：基于ABC-RFEKF的锂电池SOC估计算法各项误差指标均低于传统SOC估计算法,平均误差在1%左右,满足实际工程需求。     

一种集成化蓄电池脉冲充放电控制器

市场上的封装电池是由几个具有相同特性的电池单元串联而构成的,因此蓄电池充电器只能对封装电池整体进行控制,无法避免内部单元的过充电,从而降低了蓄电池使用寿命。提出一个对电池最小单元进行最优化控制的充放电控制拓扑,并进行软开关参数设计和整合,对变脉宽脉冲充电方法进行改进,设计了一种简单有效的正负脉冲充电方法,可有效消除充电过程中的极化现象,实现快速充电的同时提高了电池寿命。此外,对提出的拓扑和充电策略设计了便捷可行的均衡方案。最后制作实验样机,验证了拓扑的实用性、控制的有效性以及整体方案的可行性。     

一种风光互补发电系统中双向DC/DC变换器研究

介绍一种应用在风光互补发电系统中的双向DC/DC变换器.该双向DC/DC变换器除了具有对蓄电池充放电实现有效控制,延长蓄电池的使用寿命等特点外,该双向DC/DC变换器的最大优点是提高风光互补发电系统的运行效率,以及对能量的智能管理.双向DC/DC变换器承担系统的能量传递工作,因此有效并合理地控制双向变换器是实现该系统诸多优点的核心.在实验室通过一实验样机验证了其正确性和合理性.     

锂电池储能并网变换器的设计与实现

并网变换器为锂电池储能系统实现并网的核心部件,为实现锂电池储能系统与电网的双向功率交换,提出了锂电池储能并网变换器设计方案。该系统以赛米控智能集成功率模块作为主要功率器件,通过电感–电容–电感(LCL)滤波器接入电网,控制系统采用开放的分层控制架构。利用该设计方案研制了样机,样机试验结果验证了该设计方案的可行性,样机能够完成锂电池储能系统的不同充电模式,相关参数可以满足并网要求。     

梯次利用储能电池管理技术与试验应用

为了保证梯次利用电池储能系统的安全可靠运行,提出了100 kW·h梯次利用储能电池系统的安全电池管理系统。首先,针对梯次利用的100 kW·h储能用动力电池的特性进行初步分析,包括储能系统中梯次利用电池的容量分布分析、不同容量电池在某特定工况下电池模组的SOC-OCV特性分析、系统充放电容量测试、电池容量不一致性分析等,明确了针对梯次利用电池管理的主要关键参数。其次,为了保证梯次利用电池储能系统的安全可靠运行,对梯次利用电池的特性进行了系统安全可靠性分析,采用了系统级的故障诊断方法和多级故障报警策略。最后,用开发的电池管理系统样机进行系统容量测试验证。试验结果表明,此电池管理系统满足梯次利用电池储能系统的应用需求。     

基于dSPACE的铅酸蓄电池SOC估计

首先通过大量实验测试,对处于不同电池荷电状态(SOC)下铅酸电池的等效模型参数进行了辨识,使传统的恒定参数电池模型得以改善.建立了基于数字信号处理和控制系统(dSPACE)的SOC估算测试平台,以dSPACE充当快速控制原型对铅酸电池进行SOC实时估计.此处给出了详细的SOC估计算法,以及基于dSPACE试验平台的开发...     

基于CAN总线的电池充放电管理系统的研究

根据蓄电池的充电过程曲线分布,详细介绍了蓄电池充电主电路拓扑结构以及相应的控制策略,重点介绍了DC/DC变换器分布式均衡充电控制方法,设计了蓄电池组充电电路的总体结构布置图,同时还针对BUCK-BOOST拓扑结构的分级均衡系统进行了分析。论文最后分析了CAN总线在蓄电池的通讯控制技术,设计了电池组分布式管理系统,为了实现对电池单体参数(电压、电流和温度)精确采集,设计出了主电路拓扑电路和基于MCU的CAN总线实时传输。通过CAN总线与中央处理器进行通信,对蓄电池真正实现实时管理。本文提出的蓄电池充放电管理系统将对蓄电池的使用寿命和高效管理起到一定的借鉴作用。     

正弦波逆变蓄电池回馈放电装置的设计

介绍了正弦波逆变蓄电池回馈放电装置的系统结构和工作原理，并对其控制方法和控制电路进行了研究。在此基础上，研制了一台实验样机。实验结果表明，该装置具有输出功率因数高、对电网谐波污染小、恒流放电等优点，非常适用于电力行业220V或110V直流系统蓄电池放电。     

一种电动汽车动力锂电池组状态监控系统设计

电动汽车的快速发展,对于电池进行管理是必不可少的。在电池进行充电时,对电池状态的监控及均衡充电可以很好地保护电池的寿命和安全。在需要对大量电池进行管理时,可以通过通信总线将需要监控的电池进行统一管理。为了更好地管理电池,采用了液晶显示器和上位机对电池进行监控。当电池充电发生故障或者电池充满时,通过电压组的均衡来保护电池组,并发出相应的提示信号。在控制方面,主控制处理器采用的是DSP处理器,由TMS320F28055与LTC6804-1电池管理芯片共同构成系统控制核心;上位机软件是在Lab VIEW开发平台上进行设计。     

基于MMC的锂电池管理器研究

研究了一种基于MMC(modular multilevel converter)的锂电池管理器,该管理器能将充放电控制和电池均衡管理统一在同一变换器内部完成,解决了传统电池管理器将充放电控制器和电压均衡电路相互独立而使电路较为复杂的问题。首先分析了变换器的工作原理,以12 V电池包为例设定了功能需求,并依此设计了控制策略与能量管理策略,相应地得到了控制框图与控制器的程序流程图;然后设计了实验样机,进行了关键参数的设计;最后,对设计结果进行了仿真分析和实验验证。仿真结果表明该管量器能够实现双向电流控制、输出稳压控制和单体电池均衡,验证了上述分析和设计的正确性。实验验证了双向充放电电流控制与稳压环控制的可行性,而单体电池的长期电压均衡仍有待进一步实验验证。