复合电源系统的脉冲放电性能

将锂/亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池与超级电容器组成复合电源系统,研究脉冲放电性能。复合电源系统具有较好的脉冲放电能力,可改善Li/SOCl2电池的电压滞后现象,复合电源系统脉冲间隔由500 ms延长到1 000 ms,脉冲放电电压提高0.12 V,复合电源系统中超级电容器电容由1.5 F增大为3.0 F,脉冲放电电压提高0.30 V。     

锂离子电池与超级电容器复合的低温起动性能

铅酸电池低温下大电流放电能力显著减弱,不能快速可靠地起动车辆。测试磷酸铁锂锂离子电池组及其与超级电容器并联的复合电源的低温放电性能。超级电容器的低温大电流放电性能可对锂离子电池组的放电电流进行补偿,降低放电倍率。复合电源在-40℃下以180 A放电时,超级电容器放电电流最高为127 A,大大降低了锂离子电池组的放电倍率,放电电压提升34.9%。复合电源的低温大电流放电性能,可保障车辆的低温起动。     

碳基超电容与MH/Ni电池复合的研究

以活性炭为原料,制备出叠片式碳基超电容。研究了这种电容器与MH/Ni电池组成复合电源系统时电池的脉冲放电行为。结果发现,这种复合系统显著提高了电池的脉冲放电性能,证实了超电容在混合电源体系中的重要作用。     

超级电容器蓄电池混合电源的建模与性能分析

超级电容器与蓄电池的混合电源能充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器能快速充／放电、循环寿命长的优点,可显著降低电源的内部损耗,提高电源的运行时间。本文建立了超级电容器蓄电池混合电源的数学模型,系统地分析了影响超级电容器与蓄电池混合电源内部损耗和运行时间的因素。分析结果表明：超级电容器与蓄电池混合电源的内部损耗和运行时间与脉动负载的占空比、脉动负载的周期、超级电容器的内阻、蓄电池的内阻、超级电容器的容量、超级电容器的并联支路数有密切的关系。     

超级电容器对电池脉冲放电有益作用的研究

电动机启动时会产生很大的电流,但是时间很短。电池有时不能满足电机启动时的电流需求,因此会造成电机不能顺利启动。超级电容器(EDLC)具有很高的比能量,可以解决此问题。研究了电池与超级电容器并联应用时,电流在两个部件中的分配,及电机启动初期并联系统中电池电压降情况。结果表明,超级电容器对于电池在大功率脉冲放电时具有良好的辅助作用。     

基于超容与并联MMC的中压配网电能综合治理

为改善中压配网的电能质量,提出了一种基于超级电容储能的模块化并联型多电平变流器(P-MMC-SC),通过在直流母线配置超级电容器作为储能单元,结合并联型多电平变换器实现对中压配网电能质量治理。讨论了P-MMC-SC整体控制流程及网压发生/未发生暂降时的补偿分量检测及控制方法,给出了P-MMC-SC超级电容相间均压与各相各模块均压控制策略。最后分别通过系统仿真与原理样机实验表明,含超级电容的并联型模块化变流器兼具补偿系统电压暂降和补偿负载谐波和无功电流的功能。     

基于储能的双向DC/DC变换器电源系统控制策略

以燃料电池、超级电容器和DC/DC变换器为核心构建了多端口电源系统,分析了各组成单元的结构功能和能量管理方案。针对基于超级电容器储能的并联双向DC/DC变换器,建立了数学模型,提出了融合分段比例积分(PI)调节和滑模控制的智能控制策略,基于电压、电流的双闭环控制策略,实现了并联双向DC/DC变换器的均流控制、能量快速传递控制和超级电容储能单元电压的稳定控制。根据系统需要,设计了变换器的电路元件参数,实验分析验证了基于储能的并联双向DC/DC变换器系统的智能控制策略的有效性。     

电力电容器支路对谐波电流的放大及其抑制

1谐波的产生电力系统中的元件大多为感性元件，放系统阻抗呈感性。降压变电站中为了补偿感性无功，减少电网有功损耗和提高电网电压，大多装设了并联补偿电容器，且容量较大，随负荷变化作分组投切。系统中存在电容与电感元件的串并联，就为谐波、谐振创造了条件。判断能否发生谐波放大及谐振现象，按下式进行判定：其中：Icn——流入电容器组支路的n次谐波电流有效植（A）；In——谐波电流源的。l次谐波电流有效植（A）；Xs——谐波源为电流源时的电源侧的系统基波电抗值（）；XI——电容器组支路中所串联的基波电抗值（O）；、——电…     

超级电容器蓄电池混合电源性能研究

超级电容器蓄电池混合电源能充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器能快速充放电、循环寿命长的优点,能显著提高电源的峰值输出功率。建立了超级电容器蓄电池混合电源的数学模型,系统地分析了影响超级电容器蓄电池混合电源峰值输出功率的因素,并通过实验对超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率性能进行了验证。分析和实验结果表明:超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率与脉动负载的占空比、脉动负载的周期、超级电容器的内阻、蓄电池的内阻、超级电容器的容量、超级电容器的并联支路数有着密切的关系。超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率比蓄电池有了显著的提高。     

升降压电流型大功率脉冲电解电源设计

设计了一种双闭环控制的大功率50 kHz单极性脉冲电解电源。设计的电流型并联斩波拓扑结构具备升、降压功能。控制单元采用电流内环、电压外环的双环反馈回路,实现了脉冲峰值电压、电流稳定的恒压、恒流控制。实验结果表明,该电源的脉冲电压、电流、频率及占空比连续可调,性能稳定。     

超级电容器用于建立强脉冲磁场的可行性研究

为解决爆炸磁流体发电机应用设计中储能高压脉冲电容器存在的一些缺点,提出了一种以超级电容器替代高压脉冲电容器作为储能器件建立强脉冲磁场的设计方案。在给出脉冲放电回路中超级电容器的等效电路模型、超级电容器模块的设计原则和储能系统管理方案后,对超级电容器模块振荡放电和非振荡放电两种类型进行了分析计算。超级电容器模块和高压脉冲电容器模块的放电电流仿真波形和模块参数的对比结果表明,在产生同样大的脉冲电流下,超级电容器模块放电持续时间更长,在体积和重量上有一定的优势,用于建立强脉冲磁场是可行的。     

微电网孤岛运行混合储能自适应控制策略

蓄电池/超级电容器混合储能系统综合了超级电容器高功率密度和蓄电池高能量密度的优势,是储能技术未来发展方向之一。针对平抑微电网直流母线电压波动的应用需求,研究了蓄电池/超级电容器混合储能系统,建立了微电网孤岛运行状态混合储能系统等效电路模型。为充分保证混合储能系统整体性能,提出一种主从双环结构自适应控制策略,系统依据所设置的不同开环截止频率,对母线功率波动进行自适应响应,完成上层的功率自适应调节并使之平衡。针对负载电流不易测量的问题,提出基于扩张状态观测器的方法对其进行虚拟测量。仿真分析结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。     

微电网混合储能系统控制策略研究

微电网中的微电源和负载具有波动性和随机性,故储能系统是维持微电网安全可靠运行并改善电能质量的关键,蓄电池与超级电容器混合使用可以发挥蓄电池电池能量密度大和超级电容器功率密度大,充放电速度快的优势,提高微电网储能系统性能。提出了一种基于互补PWM小信号模型,并分别给蓄电池和超级电容器设计了控制方案,蓄电池采用单电流环很好的平抑了功率的低频波动,超级电容器采用带前馈的双环控制,平抑功率的高频波动,并有效的维持了直流母线电压的稳定。仿真结果证明了所提出的控制策略的正确性。     

基于T-S模糊逻辑的混合储能孤岛直流微电网功率分配控制

在含混合储能的直流微电网中,传统阻容下垂控制无法解决由线路电阻和负荷功率波动导致的系统功率分配失衡问题。为此,提出一种基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊逻辑的自适应阻容下垂控制方法以实现混合储能的分频分配。根据蓄电池和超级电容的物理特性,建立单个蓄电池支路输出电压、蓄电池组间输出功率差额和阻性下垂系数之间的T-S模糊逻辑关系,以及单个超级电容支路输出功率及其变化率、超级电容组间功率差额和容性下垂系数之间的T-S模糊逻辑关系,并由此构建基于T-S模糊逻辑的阻容下垂控制器。推导含混合储能的直流微电网中各部分的平均阻抗模型,并采用阻抗比分析法对微电网的小信号稳定性进行研究。MATLAB/Simulink仿真结果表明,基于T-S模糊逻辑的阻容下垂控制可保证在线路电阻和负荷功率波动情况下系统功率的合理分配。     

基于模糊逻辑混合储能管理策略在船舶中压直流电力系统中的应用研究

在船舶中压直流MVDC(medium-voltage direction current)电力系统中,混合储能系统HESS(hybrid energy storage system)的能量管理策略,可以极大地影响系统的能量利用效率。模糊逻辑能量管理策略,既可以预测HESS的参考功率,以满足负载功率的需求,又可以实现锂电池组和超级电容器组之间的能量分配。用组合型多通道交错双向电流MMBDC(modular multilevel bidirectional current)连接HESS和母线,既可降低开关电流和电压应力,又可减小电感量。在Matlab/Simulink中,建立了MVDC电力系统、HESS、恒功率负载和脉冲负载模型,仿真结果表明:模糊逻辑控制器可以较为准确地预测负载功率的变化并较好地平衡锂电池组和超级电容器组之间的能量分配,为后续船舶中压直流电力系统的能量管理研究奠定了基础。     

大功率海洋电磁发射机DC-DC可控源电路特性分析

海洋电磁发射机通过向海底发射大功率的电磁波,来获取海底结构和矿产资源的分布规律,但目前发射机存在体积大、发射功率小等问题,直接影响勘探深度。提出采用PWM变换器组成发射机DC-DC可控源电路,然而常规的零电压开关全桥(ZVS-FB)PWM变换器存在高环流能量、占空比丢失以及滞后桥臂的ZVS范围受限等问题,为此介绍一种利用零电压零电流开关全桥(ZVZCS-FB)PWM变换器组成可控源电路。采用非对称移相控制,分析电路工作过程及特性,主要包括最大控制占空比、一次电流复位和隔直电容、占空比丢失、开关损耗以及环流能量等。仿真和实验结果表明该DC-DC可控源电路实现了超前桥臂的ZCS开通和ZVS关断以及滞后桥臂的ZCS开通和关断,提高了电路效率和功率密度。     

超级电容器应用设计

以超级电容器放电时端电压的变化为基础,推导出了其应用设计中容量、等效串联电阻、串并联个数的计算公式,介绍了国内外一些公司超级电容器产品的性能指标;并以数据存储电路系统、脉冲电路系统的应用设计为例,对超级电容器应用设计方法进行了研究,同时提出了应用中应注意的一些问题。     

一种CC/CV平滑切换的宽输出电压充电电路

目前多种动力蓄电池凭借着能量密度高、续航里程长和可循环使用等优势,在新能源汽车领域得到了广泛应用。针对当前以谐振电路为基础构建复合变换器应用于蓄电池充电存在输出电压范围、模式间切换、效率等不同问题,提出了一种四开关Buck-Boost与电容钳位LLC级联复用式变换器作为充电电路。该电路增益曲线的容性区和感性区均可工作,宽调频范围的容性区具有恒流特性,感性区的最佳谐振点具有恒压特性,利于实现蓄电池恒流恒压充电控制。频率与占空比的解耦控制拓宽了变换器的输出电压范围,且负载阻抗连续变化下电压增益连续,利于实现蓄电池恒流恒压平滑切换及满足不同电池充电控制方案,宽增益下的宽调控范围可减少输出纹波。拥有桥臂间移相软开关、复用桥臂增强软开关能力和降低通态电流、变压器低磁链及最终移动于最佳谐振点工作等电路特性,利于实现电能高效传输。仿真与实验结果验证了充电电路全程满足ZVS、ZCS的恒流恒压控制及充电模式间平滑切换特性。     

基于混合储能电压源逆变器平抑微电网功率波动的方法研究

为了平抑间歇性微电源引起的功率波动,研究了基于超级电容和蓄电池的混合储能电压源逆变器（VSI）控制策略,设计了混合储能系统两级能量管理方法。将超级电容作为系统一级缓冲储能优先平抑微电网功率波动。并网运行时配电网作为二级储能,通过控制联络线功率,使超级电容端电压稳定在充放电限值以内,同时维持公共连接点（PCC）母线电压在允许范围内变化;孤岛运行时蓄电池作为二级储能,通过超级电容的缓冲作用减少蓄电池充放电次数,延长蓄电池使用寿命,当超级电容达到充放电警戒值时,精确控制蓄电池以恒功率输出,调节超级电容端电压恢复到正常值。仿真结果验证了方法的有效性。     

占空比扩展高频脉冲直流环节航空静止变流器研究

首次提出了高频脉冲直流电压波占空比扩展的新思路。深入分析研究了占空比扩展高频脉冲直流环节航空静止变流器稳态原理、三态离散脉冲电流滞环跟踪控制策略 ,获得了关键电路参数设计准则。设计并研制成功的 75 0VA 2 7VDC/115V4 0 0HzAC原理样机 ,具有变换效率高、功率密度高、可靠性高、稳态精度高、动态响应速度快、过载和短路能力强、输出波形THD小等优点