固体氧化物燃料电池的变工况特性

以大面积电池和千瓦级电堆为研究对象,在确定的燃料成分、流量、和工作温度下,系统研究了电流阶梯变化、电流脉冲变化、电堆热启停以及冷热循环(冷启停)等工况下电堆的输出性能。结果表明:在小电流区域,电堆的电压和功率能够快速跟踪电流变化;在大电流区域,电池的电压出现波动和弛豫,电堆的功率也出现弛豫。热启停实验结果表明,SOFC电堆对电流的on-off变化具有足够的耐受性,一定数量的热启停不会导致电堆性能的明显衰减。而冷热循环会导致应力释放,引起接触电阻变化,从而使电堆性能衰减,5次以上热循环可使应力释放趋于缓和。     

新型过电压保护装置:BOD触发晶闸管阀

首先分析了过电流试验装置的原理及其故障过电压的机理、危害和特点.针对已有过电压保护方式(间隙和氧化锌避雷器)的缺点,提出了一种适合于频繁动作、动作电压准确性及稳定性高,动作电压调节方便、保护动作迅速、残压小,泄放能量大的新型过电压保护方式,即击穿二极管(Break Over Diode,BOD)触发晶闸管阀,并给出了BOD触发晶闸管阀的原理和设计要点及其特点.仿真分析和试验结果均验证了该保护装置的有效性和实用性.     

基于PSpice的品闸管电热模型研究

建立了一种新型的晶闸管PSpice电热模型,包含热模型和电模型,能提供发热和电气参数之间的动态关系,预测晶闸管结温的变化.该模型中所需要的热阻抗参数可以通过有限元方法得到,电气参数可通过数据于册和Matlab等工具得到.PSpice仿真结果与数据于册信息和实际情况相吻合,验证了该模型的实用性.     

新型高压晶闸管阀过电流试验回路的建立

分析和比较了瑞士ABB、瑞典ABB、TOSHIBA和SIEMENS公司的几种高压晶闸管阀过电流试验回路的工作原理及其优缺点.根据国际大电网会议(CIGRE)关于高压串联阀电流电压强度的技术导则以及国际电工委员会关于静止无功补偿装置阀和高压直流阀的试验标准的要求,提出了一种新型过电流试验回路的主电路方案:由大电流源提供加热电流,由谐振回路提供过电流及相应的闭锁电压,由高电压回路辅助实现高压直流阀的特殊试验要求.该试验回路调节更灵活、试验模式更多、试验能力也大为提高:高电压回路的电压参数提高至80kV,过电流峰值提高到47kA,频率范围扩展到50～350Hz.     

计及换流器间动态交互的中压直流配电系统控制参数设计

由于各换流器间存在动态交互作用,使得中压直流(MVDC)配电系统的控制参数设计比单台换流器时困难得多。首先,针对系统中换流器的电流控制环、电压控制环和下垂控制环,依次分别建立了计及换流器间动态交互的开环和闭环传递函数,并且所建传递函数零极点的个数与单台换流器独立运行时完全一致。然后,提出了一种计及换流器间动态交互的MVDC配电系统控制参数设计方法,该方法能够从系统动态稳定性的角度定性定量设计控制参数。该设计方法通过部分零极点的相互抵消,利用一对共轭主导极点准确设计系统动态特性,并在较宽频率范围(如10~50 Hz)内均有效。最后,在电力电子仿真软件PLECS中对所提传递函数和控制参数设计方法进行了仿真验证。     

TSC高压晶闸管阀过电流失效机理

为满足晶闸管投切电容器(TSC)装置可靠性及其试验方法和试验等效机理研究的需要,重点研究了TSC装置的核心部件--高压晶闸管阀在过电流故障状态下的失效机理.首先介绍了TSC系统及其阀的结构以及过电流故障形成的原因和特征,并给出了过电流的数学方程和仿真波形.然后按照过电流故障的不同发展阶段对TSC阀的电流、电压和热等应力进行了解析分析.在上述基础上,结合器件的物理特性,对TSC阀各个元件在各种故障应力下的内部物理过程进行了分析.最终得到了TSC阀在过电流故障的不同发展阶段的失效模式和失效指标,从而揭示了TSC高压晶闸管阀的过电流失效机理.     

动态电压恢复器电压跌落检测算法的研究

电压跌落检测是动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer)控制系统的一个关键环节,要求具有较高的实时性和准确性。介绍了一种新型的动态电压恢复器电压跌落检测算法,并对该检测算法数学原理进行了分析和研究,从微分环节的频率特性入手解决了检测速度和抗干扰性之间的矛盾。仿真结果证明了该检测算法的快速性及准确性。     

液化空气储能系统甩负荷时膨胀机转子转速飞升特性研究

为了研究液化空气储能系统甩负荷时膨胀机转子的转速飞升问题,建立500 kW液化空气储能系统膨胀机组的动态模型,并对不同的调节阀关闭时间和转子时间常数时膨胀机组的甩负荷过程进行仿真计算和分析。结果表明:当阀门关闭时间为5 s、转子时间常数为15 s时,甩负荷过程中第1、2级膨胀机转速的超速比为142.2%,甩负荷过程用时为7 071 s,第3、4级转速的超速比为141.2%,用时为4 550 s;当阀门关闭时间缩短到0.5 s、转子时间常数减小到6 s时,甩负荷过程中第1、2级膨胀机转速的超速比降低至120.9%,甩负荷过程用时缩短至2 552 s,第3、4级转速的超速比为120.3%,用时缩短至2 200 s。因此,在液化空气储能系统甩负荷时,可以通过缩短调节阀的关闭时间来实现膨胀机转子最高转速在安全范围之内;同时,为了缩短甩负荷过程的持续时间,应适当减小转子的时间常数。     

主动配电网中基于统一运行模型的电制氢(P2H)模块组合选型与优化规划

电制氢(power-to-hydrogen,P2H)技术由于兼顾能量转换能力与灵活性,近年来成为解决主动配电网内可再生能源消纳问题的一种备受关注的解决方案.考虑3种P2H主流技术:碱性电解(alkaline electrolysis cell,AEC)、质子交换膜电解(proton exchange membrane ...     

混合型补偿装置抑制风电次同步振荡的研究

传统风电经固定串补(FSC)外送系统常引发次同步振荡(SSO)问题,威胁系统的安全运行.基于风电串补系统SSO的发生机理,提出一种由静止同步串联补偿器(SSSC)与FSC组成的混合串联补偿(HSC)装置结构的附加控制策略.充分利用SSSC的控制灵活性,使其输出次同步电压与线路次同步电流同相位,SSSC等效为系统振荡频率...