谐振型高频逆变式充电机的研究分析

本文着重介绍了利用谐振辅助换流手段的软开关技术并简要分析了两种谐振变换器的电气特点,从电路功能结构、性能参数特点等方面对移相谐振型高频逆变直流电源模块这一典型结构进行了分析,同时,指出这种充电模块具备的先进性能,且说明现阶段小型发电厂(变电站)直流系统适宜使用此种充电机。     

多重监控式智能高频开关直流电源系统

针对变电站直流操作电源可靠性要求高、负荷冲击大、长期经载运行等特点,提出了一种基于多重监控的高频开关直流电源系统的解决方案;通过监控系统集散化设计、高频整流模块内置监控及整流模块采用双级功率变换拓扑等措施,实现了监控系统及电源模块的同时冗余备份,抑制了电源谐波,全面改善了系统的动态响应效果,并提高了电源控制精度及运行的稳定性。     

直流电源预警及灭火系统的设计与实现

直流电源设备是变电站重要组成部分,其运行管理主要依赖工作人员的现场巡视,效率低且安全保障率不高。因此,研究直流电源的在线监测系统具有重要意义。分析了直流电源系统的失效机理,探讨了蓄电池质量、蓄电池运行环境、蓄电池充电机特性以及蓄电池监控装置对直流电源设备的影响。基于蓄电池失效机理,设计了一种适用于变电站现场运行的直流电源预警及灭火系统。该系统的中央处理模块通过RS 485总线与蓄电池监测模块、充电装置监测模块、母线监控模块和火灾报警及灭火模块进行实时通信,实时收集各个蓄电池信息并判断,若采集的蓄电池特征量异常,则给出预警。利用该系统可提高直流电源监测水平,提升变电站的安全性。     

产品大世界

中清公司开发的SZGW系列智能高频变换直流电源系统广泛适用于各类发电厂和变电站作为高压断路器的正常分合闸和继电保护信号母线等操作电源,以及事故时分合闸、照明、控制等使用的直流电源,尤其满足无人值班变电站的全部要求;该系统具有功能独立的模块化结构,互不干扰,可在系统运行时带电更换单个模块;配置灵活,满足各种要求的直流系统;高可靠的整流模块和(N+1)个整流模块并联运行的冗余结构,确保了充电装置的极高可靠性;优秀的电气性能保证了保护装置等直流负载的正常运行。     

变电站便携式直流电源的设计研究

针对变电站直流电源屏中整流模块发生事故时检修时间长,影响变电站直流系统稳定运行的问题,设计出了一款便携式直流电源.该整流电源具有集成度高,携带方便,功率因数高,开关损耗小,输出电压可调,直流电压稳定等特点.可应用于变电站直流馈电屏中的充电模块抢修和变电站二次设备屏柜改造时作为临时电源.经实践验证,其便携式的特点代替了二...     

发电厂直流电源改造分析

针对淮北发电厂一、二期直流电源系统长期运行存在的问题,分析直流系统改造的必要性,详细说明高频开关电源性能特点、高频开关电源模块工作原理及PWM功频变换技术,并介绍了淮北发电厂利用高频开关电源对原直流电源的改造典型方案。     

高压电容器充电电源的研究

为了研究电容器放电结束后的能量补充,推进电容器充电电源(CCPS)根据电容器输出电压的要求,对带电阻器的高压直流电源、谐振充电电源和高频变换器充电电源技术进行了讨论,并对其进行了验证和对比。带电阻器的高压直流电源电路简单,但是体积庞大,效率低下,适用于要求不高的场合;谐振充电电源对开关的耐压和电容容量要求很高,调整率很差;高频变换器采用电力电子和现代控制技术,使得充电电源运行起来更安全、可靠、易控,是目前采用的主要技术。另外,因三相谐振充电电源和并联模块充电电源是大功率充电电源的发展方向,故应根据需要选择充电方式和电路结构,以达到更高的性价比。     

GZG型系列直流充电机故障分析及对策

对GZG系列微机控制直流操作电源系统采用高频开关电源模块组成的充电装置在变电站运行中出现的故障类型进行分析,并结合该系统高频PWM技术和微机监控操作人机界面技术进行综合分析研判,得出故障原因,对这些导致充电高频开关电源故障的因素,提出了对策和建议。     

2000～2004年东北电网有限公司直流系统运行及管理情况分析

介绍了2000～2004年东北电网公司直流系统的整体运行情况及管理情况.近年来东北电网公司直流系统运行情况良好,并对变电站的直流充电装置、蓄电池等老旧直流系统进行了技术改造.对目前东北电网直流电源系统存在的直流电源重视程度不够、空气开关的选择、对阀控式密封铅酸蓄电池的认识误区、对均衡充电的认识误区等主要问题进行了分析,并提出下一步应重点开展标准的宣贯、标准化作业、科研研究等方面的工作.     

变电站蓄电池设备的选择及参数计算

根据某110 kV GIS变电站实际直流负荷情况,在采用阀控式密封铅酸蓄电池设备的基础上,对蓄电池的标称容量、数量、均衡充电电压、放电终止电压、高频开关充电装置模块参数选择进行详细计算,最终确定该变电站蓄电池配置设计方案,即容量200 Ah、数量106个,单体蓄电池均衡充电电压2.33 V、放电终止电压1.87 V,采用1组高频开关充电装置,并选取5个10 A的模块进行蓄电池充电。该设计方案可确保变电站直流系统的安全、稳定运行。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

全碳化硅大功率直流电源关键技术研究

碳化硅SiC(silicon carbide)功率器件的耐压、频率和损耗等特性均优于硅(Si)器件,然而SiC器件抗冲击能力差、电磁干扰大,且SiC器件对整个功率变换系统的贡献尚缺乏分析验证,因此,采用全SiC器件研制高性能的大功率直流电源具有一定挑战.首先针对SiC器件抗冲击能力差的问题,引入嵌入式保护策略,应对直流...     

电力操作系统中高频开关电源的并联均流技术

随着分布式电源系统的发展,高频开关电源模块逐渐取代了传统的相控整流电源,而高可靠性、大功率高频开关电源模块的需求已逐渐形成一种趋势。文中介绍了一种新型高频开关电源及220V/10A整流模块的实现方案。其中整流模块采用高可靠性电流型PWM整流器及全桥变换电路来分别实现三相功率因数校正和DC/DC变换,并在模块间采用最大电流自动均流法实现自主均流。     

航空航天电源专辑主编述评

和地面应用环境相比较，航空航天电源具有空间环境复杂、可靠性要求高、长寿命和高功率密度、可维修性难度大等特点。另外，随着人类向星辰大海进军的步伐不断加快，需要在光伏电源系统技术的基础上，探索无光照条件下的燃料电池、核电源等新型能源系统技术或多种能源组合供电技术、无线能量传输技术和大功率电推进等技术，逐步形成了具有航空、航天特色的新材料、新器件、高可靠封装、高效功率变换、智能配电和并网等技术体系和架构。近年来，适应空间环境的新材料、宽禁带半导体功率器件,三维立体封装与互连技术、智能控制与故障诊断技术、分布式能源系统技术、新型发电与储能等技术成为当前的研究热点，并受到了学术及业界的关注。《电源学报》特别推出《航空航天电源》专辑，以期推进航空航天电源相关技术的难点和热点问题探讨。     

基于碳化硅器件的无线充电系统电源设计

碳化硅(SiC)器件耐高频高温、散热性能好、导通电阻小,应用于无线充电系统可有效提高无线充电系统的效率。文中首先对比了SiC材料与Si材料的特性,在此基础上研制了一套基于SiC器件的无线充电系统电源装置。该装置由整流模块和逆变模块构成,输入端接市电,且装置的整流模块具有功率因数校正功能。文中详细给出了整流模块的整流桥选型策略、滤波电路参数设计方法、Boost电路功率器件和无源元件设计原则及开关管控制电路设计方法,还给出了逆变模块的开关管选型策略、开关管驱动电路和开关管保护电路的设计方法。最后,实验结果验证了方案的有效性和可行性,输入侧实现了高功率因数,逆变电路开关管电压振荡得到抑制,实验样机的效率峰值可达98.2%。     

低轨卫星电源系统锂离子电池组主被动混合均衡拓扑

低轨卫星电源中锂离子电池均衡系统是保障电池单体一致性,充分利用电池组容量,提高电池可靠性和循环寿命的重要部分。被动均衡技术由于结构简单、控制容易等优点,在直流母线卫星电源系统中占绝对主要地位。但是,被动均衡有热设计复杂的缺点,而且往往仅在电池充电时均衡,会导致电池单体放电深度不能得到一致控制,从而影响电池组寿命。主动均衡技术具有较高的效率和均衡速度,而且可以采用智能化的控制方法,是锂离子电池均衡技术的主流发展方向。主动均衡技术往往需要大量的开关和储能器件、复杂的控制算法,存在体积大以及可靠性低的缺点。现有的大多数主动均衡技术还不能直接应用于直流母线卫星电源系统。本文根据低轨卫星电源储能蓄电池的工作特性,提出一种基于开关矩阵的主被动混合均衡拓扑,具有结构简单、控制容易、可靠性高的优点,并通过实验证明其可行性。     

电流互感器暂态特性合成试验系统电源控制方法

为实现对大电流暂态合成电源装置进行检测控制,研究了合成电源的控制方法,设计了一套由数据采集卡、DSP板和PC机组成的控制系统.控制系统包括控制和监测两个模块,监测模块监测充电电流、电压、工频稳态电流、直流暂态电流峰值及其衰减时间.控制模块包括工频电源控制系统和直流电源控制系统,前者完成工频电流以及无功补偿单元的控制,后者完成充电电流的控制、触发时间控制、选相合闸控制以及时间常数控制.为了实现工频分量回路电流和直流分量回路电流的信号同步功能,采用了将双线性变换ⅡR滤波器和三次样条插值算法结合的过零检测算法进行零点计算.试验结果表明,文章所研制的检测控制系统具有安全可靠、数据采集处理快、触发准确等特点,满足暂态合成电源电流电压及状态信号的处理要求.     

基于GaN器件的固态射频电源应用研究

随着电力电子技术的发展,射频电源由电子管电源发展成现在的晶体管射频电源。氮化镓GaN(gallium nitride)作为第三代宽禁带半导体材料的典型代表,具有宽禁带、高临界击穿场强、高电子饱和漂移速度以及高导通的AlGaN/GaN异质结二维电子气2DEG(two-dimensional electrons gas)等优点。GaN功率器件与硅(Si)功率器件相比,具有导通阻抗低,输入、输出电容小等特性,这些特性使得GaN功率器件高开关速度、低损耗。在E类功率射频电源的基础上,采用GaN功率器件设计制作了一款开关频率为4 MHz、功率可调的全固态射频电源实验样机。通过电路的设计和优化,样机的输出功率为21.4 W时,效率达到了96.7%;同时,采用专为射频电源生产的Si功率器件替换掉样机上的GaN器件,实验数据验证了GaN器件开关速度快、损耗低,可大幅度提高射频电源的效率。     

基于SVM的直流电能质量扰动分类算法

近年来分布式能源发电的规模逐渐扩大,更具优势的直流供电技术也随之飞速发展,未来电网的主要模式将大概率趋向交流电网和直流电网混联的电网结构.其中交流电能质量问题已逐渐成熟,而相应的直流部分仍有待研究.对直流电能质量扰动波形进行有效区分与准确辨识,是研究直流电能质量必不可少的环节.直流电能质量扰动波形分类算法研究对直流配电...     

民用低压直流供电系统电压等级和接地方式研究

电动汽车充电、分布式发电和储能在民用领域具有广阔的推广应用前景,而低压直流系统可以提供更加高效灵活的接入条件,近些年受到广泛关注。由于低压直流供电技术在民用领域的应用经验还比较缺乏,针对电压等级、接地方式和主接线形式等,还未形成比较统一的意见。围绕安全性和经济性这2个核心要素,在总结直流建筑示范项目工程实践经验的基础上,提出触电危险分级标准,用于对供电系统的电击防护性能进行对比,并利用供电负荷距和单位负荷距线缆成本开展经济性评价;在此基础上,以民用建筑为例,梳理了系统方案之间相互影响的关系,介绍了计算方法和选择步骤,给出了电压等级、接地方式和主接线形式的设计建议;最后,针对IT接地系统特点,分析了触电危险隐患及其产生的条件,提出通过工作接地电阻的合理设计,借助剩余电流保护和绝缘监测2种措施的配合,提高IT接地系统电击防护性能,并给出了设计方法。