等精度转速测量方法在磁悬浮飞轮中的应用

为解决传统转速测量方法难于满足磁悬浮飞轮系统转速测量的精度及抗干扰性能要求,提出了一种基于磁悬浮飞轮DSP控制器的等精度转速测量方法,给出了可测转速范围和测量精度的计算公式,分析了等精度转速测量方法的参数设置规律。应用等精度方法进行了转速测量实验,结果验证了应用等精度法进行磁悬浮飞轮转速测量的可行性及有效性,且具有精度高、抗干扰能力强、运算速度快等特点。     

飞轮储能系统用电动/发电机的研究

飞轮储能电机是飞轮储能系统能量转换的核心,关系着飞轮储能系统的可靠、高效运行。正确选择飞轮储能电机对提高飞轮储能系统的性能具有非常重要的意义。在简单介绍了飞轮储能系统的基础上,对异步电机、开关磁阻电机和无刷直流电机的工作原理和研究现状进行了详细分析,并比较了各自在飞轮储能系统中的优缺点,最后,对飞轮储能电机技术的发展进行了展望。     

用于调相机-飞轮储能系统的磁齿轮调速器设计

介绍一种用于新能源场站调相机-飞轮储能的磁齿轮调速器的电磁设计。基于同心式永磁齿轮的运行机理,该调速器通过改变定子绕组电流的频率,在调相机的固定转速条件下,实现飞轮的无级变速及其与调相机之间的功率交换,使调相机在传统的无功调节功能基础上,增加有功支撑的能力。确定了磁齿轮调速器的基本结构和调速、供电频率范围等基本运行条件,采用有限元软件计算和对比具有不同的永磁体布置与充磁方向、调制环和定子槽基本结构尺寸的磁齿轮调速器的电磁性能,并选定内置V形永磁体和一定的调制块厚度、宽度及定子槽形,作为最终设计方案。该设计方案显著提高了磁齿轮调速器的转矩密度,并具有较高的运行效率。     

基于DSP微处理器的飞轮充放电控制系统研究

飞轮作为一种储能装置,具有较大的储能容量,并能将所存储的动能转换为电能,反之,亦能将电能转换为动能。开发了基于DSP微处理器的飞轮控制算法,包括飞轮的启动控制和充放电控制,启动控制算法中实现了对飞轮转速的自动检测,充放电控制实现了功率反馈PI控制。感应电机采用VVVF控制,电机驱动逆变器采用空间矢量调制PWM控制。实验结果表明,飞轮具有较快的响应速度,达到100ms,并具有很好的充放电特性。     

飞轮电池放电系统的设计及其Simulink仿真

介绍了飞轮电池的基本结构及工作原理;分析了飞轮电池放电的特点并构建了放电系统的拓扑结构;论述了Cuk升降压电路的基本原理,并基于该电路设计出了一种飞轮电池放电系统;利用Matlab的Simulink仿真功能,建立了所设计系统的仿真模型,通过仿真表明所设计的放电系统具有很好的动态和稳态性能,并可以实现较宽范围内的无级调压。     

新能源与分布式电源系统(上)

分析了全球能源形势和开发新能源的必要性，介绍了燃料电池、太阳能光伏电池、风力发电和飞轮储能等分布式电源系统的基本原理、关键技术内容以及国内外发展现状，评述了分布式电源对电力系统的影响和发展前景。     

先进飞轮储能电源工程应用研究进展

先进飞轮储能电源研究目前集中于三项关键技术:为提高飞轮储能密度的复合材料设计与制作:高效高速大功率永磁无刷电机研制以及重型飞轮的高温超导磁体悬浮轴承技术.经过30余年以工程应用为目标的飞轮储能电源系统实验研究为飞轮电源的工业化应用奠定了坚实的基础,低速飞轮作为不间断电源UPS的储能元件在10年前开始在不间断电源工程中得到商业推广应用,高速飞轮因其技术难度大而至今处于工程试用研发阶段.飞轮储能电源技术在国内研究广泛,理论研究丰富,但工程应用研究进展缓慢.     

多功能柔性功率调节器的动态运行特性研究

多功能柔性功率调节器(FPC)是一种带有大转动惯量飞轮储能单元的双馈电机,采用电压源型双PWM变换器作为交流励磁方式.介绍了所研制的10 kW FPC动模试验样机的基本参数,建立了样机的详细数学模型,并在调相、次同步、超同步等运行状态下进行了仿真研究.同时将样机在同样的运行状态下进行动态模拟实验.仿真和实验结果表明,FPC能够实现有功功率和无功功率的解耦控制,具有良好的动态运行特性.     

定子无铁心飞轮电机绕组涡流损耗分析

定子无铁心飞轮电机的绕组完全暴露于变化的磁场中,高速运行时绕组导体产生的涡流损耗很大,严重影响电机效率。本文推导了圆形导体在变化磁场中的涡流损耗模型,进而建立了飞轮电机绕组涡流损耗的计算模型。涡流损耗模型由两部分组成,一部分是由径向磁场产生的损耗,另一部分是由切向磁场产生的损耗,径向磁场和切向磁场可以通过求解电机静磁场或有限元仿真计算得到。文章结合有限元仿真计算得到的磁场对绕组的涡流损耗进行了估算,并对飞轮电机样机进行实验,实验结果证明了相关理论的正确性。     

飞轮储能风力发电系统的功率快速平滑控制策略研究

飞轮储能风力发电系统可充分利用风能资源,抑制风电系统功率波动。但是飞轮储能系统的并网逆变器输出功率的高频扰动将降低电网吸纳风能的能力。且增加飞轮储能系统后,风力发电系统的软硬件成本较高。文中通过分析并网逆变器输出功率的高频扰动风量,计算飞轮储能系统功率参考值,实现快速功率平滑控制,减少并网功率波动,增加电网吸纳能力。通过采用定频滞环控制策略,克服了开关频率不固定、输出电流谐波含量高的缺点,其响应速度快,软硬件资源要求低,可减少PI控制器,减少锁相环等环节,降低软件开发成本。为验证采用定频滞环控制的快速功率平滑控制策略的性能,设计了仿真模型,并进行实验验证。仿真和实验结果表明：该控制策略可快速降低网侧有功功率波动,减小网侧电流谐波且软硬件成本低。