飞轮并联运行于放电模式时的控制策略

作为一种新型储能方式,大功率高储能量的飞轮储能系统成本高昂,在机车牵引、电力调峰等领域还难以得到广泛应用.多台飞轮储能装置组成飞轮矩阵,并联连接于同一直流母线的拓扑是解决方案之一.对多台飞轮并联运行于放电模式的控制策略进行了研究,提出一种以飞轮可释放能量为比例分配各台飞轮储能装置输出功率的控制策略.同时,飞轮储能装置输出功率极限定义的引入保证了飞轮储能装置并联运行时的安全性.三台飞轮并联运行放电的仿真结果证明了提出的控制策略的可行性.     

舵机伺服系统优化控制策略的研究

本文主要介绍了一种电动舵机位置伺服控制系统优化控制策略.首先借助无刷直流电机固有的转子位置传感器对电位器检测信号进行补偿,针对舵面位置反馈提出了一种补偿方法.该方法能有效减小外界噪声信号的干扰,提高系统的控制精度.另外,提出了复合控制算法,同传统的PID控制算法相比,该算法在动态性能和稳态精度方面都具有明显优势.仿真结果表明,该控制策略响应速度快、超调量小,稳态精度高,能够有效抑制外界噪声的干扰,具有较好的控制精度和鲁棒性.     

基于飞轮储能技术的UPS系统

本文介绍了基于飞轮储能技术的新型UPS系统,提出了高速飞轮充、放电方式的控制策略.飞轮电池代替传统的化学电池,具有免维护、寿命长、无污染的特点.在充电方式下,采用智能复合控制方法,使飞轮转速很好地跟踪设定的优化充电曲线;在放电方式下,根据电机升压斩波能量回馈原理,控制直流母线电压恒定,再逆变为交流电的控制策略.实验结果表明系统具有很好的动态特性.     

LCL滤波的三相整流器主动阻尼控制方法

LCL作为三相电压型有源整流器的输入滤波器存在稳定性问题,通常安置阻尼电阻以避免系统发生谐振.为使LCL滤波的有源整流器在无阻尼电阻的情况下稳定运行,以电压空间矢量控制为平台,提出引入交流滤波电容电流环的主动阻尼控制策略,改变了系统原本不稳定的极点.考虑采样保持、运算及PWM更新引入的延时,建立了包括电流控制环和LCL滤波器在内的存在一个采样周期延时的简化离散模型,并在z平面分析系统的稳定性,优化滤波电容电流环的放大系数.LCL滤波的电压型有源整流装置实验结果表明,整流器未发生电流谐振现象,证明了所提出的主动阻尼控制策略及稳定性分析方法的正确性.     

500kW飞轮储能电源系统设计与实验研究

为满足钻机动力系统调峰运行要求,研制了一套电动功率110 kW、发电功率300~500 kW、储能4 500 Wh的飞轮储能电源系统。该系统采用合金钢高速飞轮储能、永磁同步电机实现电能充放,采用DSP控制功率器件实现电机的变频调速和发电整流。用有限元分析方法求解高速飞轮、永磁体嵌入式电机转子的强度问题。飞轮电机轴系采用永磁轴承与滚动轴承混合立式支承方式,本机动平衡后,系统平稳运行到额定转速3 600 r/min。飞轮储能电源系统在1 800~3 600~1 800 r/min区间充电放电循环效率为86%。     

电动汽车永磁无刷直流电机驱动系统低速能量回馈制动的研究

本文分析了由蓄电池洪电的逆变器－水磁无刷直流电机系统在作电动汽车动力时实现电气制动的方法，着重研究了当电机转速低于电机空载额定转速时电磁制动及能量回馈的原理．提出了一种低速能量回馈制动的简便控制方法、计算机仿真和样机实验结果表明，采用本文听提出的控制方法，可方便地实现电动汽车的低速电气回馈制动     

基于级联有源滤波器与静止无功补偿器的综合补偿控制方案

级联多电平有源滤波器（CS-APF）与静止无功补偿器（SVC）同时运行存在稳定性及无功补偿控制优化等问题。文中提出一种统一控制策略,结合SVC和CS-APF的功能特点,使SVC对负载正序无功分量及负序分量的补偿进行前馈控制和电网电纳（不包含CS-APF分量）反馈控制;CS-APF对晶闸管相控电抗器（TCR）与电网负载谐波的补偿进行前馈控制,并去除SVC中固定电容分量,进行电网电流反馈控制,同时对SVC无功补偿进行二次优化补偿。另外,提出一种TCR谐波电流预计算方法,根据TCR触发角当前值与电网电压锁相环相位,构建TCR谐波电流,实现对TCR谐波的预计算。仿真和实验研究表明,在该综合控制方案下,SVC与CS-APF控制不存在闭环,系统稳定性高,TCR谐波补偿无滞后,无功补偿响应较快,补偿能力强。     

双馈式可变速抽水蓄能机组运行控制

双馈感应电机(Doubly Fed Induction Machine, DFIM)具有出色的转速调节性能,应用到抽水蓄能中,可满足电网调频调压的需求,解决由水头变化、出力波动导致的水泵水轮机效率降低的问题。为了减少水泵工况启动时所需的压水环节,本文提出了一种带负载软启动的控制方法,该方法以定子磁链和转子转速为控制目标,可使机组在尾水管充满水的情况下,转速从零平滑上升至并网所需转速。在并网阶段设计了转子d轴电流和转子位置角补偿器,以实现无冲击软并网;在调速阶段根据功率需求、工作水头确定水轮机的最优转速,以实现负荷优化调节。上述算法共同构成了双馈式可变速抽水蓄能机组运行控制策略。同时对所提出的控制策略进行了仿真和试验验证,结果表明该策略能够使机组在带轻负载的情况下完成软启动和软并网,并最终实现满载调速。     

基于飞轮储能石油钻机系统的研究

石油钻机在生产运行中经常出现突变负载,这类负载会造成动力机组轻载或重载,严重时甚至损坏机组轴承,而且使得动力机组的能耗大大增加.由于飞轮储能系统具有大功率充放电以及充放电次数无限制等优点,本文提出采用飞轮储能系统辅助石油钻机动力系统的负载调峰方案,并提出了应用于石油钻机的飞轮储能充放电优化控制策略,在动力机组轻载时多余能量储存于飞轮中,重载时飞轮释能,从而实现平抑负载波动的功能,同时节能效果显著.通过理论分析及仿真试验验证了在石油钻机上应用飞轮储能系统方案和控制策略的可行性和正确性,这也提高了动力机组的效率.     

飞轮储能动态电压恢复器的拓扑结构和充电策略

基于飞轮储能的动态电压恢复器的传统拓扑结构采用辅助整流器给飞轮充电,提高了系统的复杂程度,也增加了成本.为此,提出了两种新型拓扑结构:并联结构和串联结构.并联结构通过引入转换开关,使动态电压恢复器的电压源型变换器工作于整流状态给飞轮充电;串联结构使动态电压恢复器的电压源型变换器工作于逆变状态给飞轮充电,进一步简化了结构.并针对串联结构提出了自充电策略.最后将3种拓扑结构在经济和系统性能等方面进行了比较.实验结果验证了拓扑结构和充电策略的正确性.