电动汽车动力锂电池LCL型无线充电技术

为了满足电动汽车动力锂电池的充电需求,文中提出基于MERS(Magnetic Energy Recovery Switch,磁能再生开关)的LCL谐振型无线电能传输系统。该系统仅通过改变副边MERS的导通角,即可实现三种工作模式:恒流输出模式、恒压输出模式和最大功率输出模式。文中提出了系统模型,分析了LCL谐振型ICPT系统满足恒压、恒流、最大功率输出三种工作状态的条件;研究并建立了MERS的数学模型;搭建了Simulink仿真模型,仿真结果表明,本系统仅通过控制副边MERS的导通角α一个参数,可以实现电动汽车动力锂电池“先恒流后恒压”的充电需求,也可以实现当系统互感系数变化时系统维持在最佳工作点,而无需改变其他系统网络参数。该方案对改进电动汽车无线充电系统有一定的参考价值。     

电动汽车动态无线充电系统导轨切换时的脉冲同步控制策略

采用分段导轨控制的电动汽车动态无线充电系统在导轨切换时,会出现系统的输出功率和系统效率骤降,甚至远低于期望值,不能满足系统输出功率要求。文中通过对电动汽车导轨切换过程的暂态分析,计算导轨切换时相邻导轨线圈所在逆变电路的时钟脉冲信号同频同相和同频不同相时,输出功率的变化,得出结论:相邻导轨线圈所在逆变电路的时钟信号相位差是造成导轨切换过程中输出功率和效率骤降的原因。提出了一种电动汽车动态无线充电系统导轨切换时的脉冲同步控制策略,有效地改善了电动汽车动态无线充电系统在导轨切换时输出功率和系统效率骤降以致不能使系统正常运行的情况。最后,通过仿真和实验验证了时钟脉冲信号同步的重要性和该控制策略的有效性。     

一种中距离无线能量传输系统的频率特性

磁谐振耦合式无线能量传输系统的工作频率直接影响到系统的效率和最大传输功率。对一种工作在数百千赫兹频率段的磁谐振耦合式无线能量传输系统进行频率特性研究,基于该无线能量传输系统在不同传输距离条件下线圈自感和互感参数建立无线能量传输系统的Simulink模型。研究无线能量传输系统工作频率变化时系统的频率-效率和频率-输出功率特性。根据系统的频率特性提出了一种通过调节系统频率控制输出功率的方法,并通过仿真和实际电动汽车动力电池组恒流充电验证了该方法的有效性。     

电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制

电动汽车无线充电系统动态充电能显著减小电动汽车动力电池的质量与尺寸,但由于动态系统中汽车运行状态会实时改变,因此电池在不同状态下的最优系统输出功率需求不同。系统在非最优输出功率下工作会影响其高效性及可靠性。文中提出电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制方法,根据整流电路的动态解耦机理对系统影响较小的特性,保证高效快速调节输出功率。建立了动态解耦控制系统数学模型,得到控制方案的计算因子,通过计算因子实现解耦占空比对输出功率的控制。仿真和实验结果表明,此种动态解耦控制克服了一般调节方式调节慢和效率低的缺点,实现了在动态充电过程中高效快速调节输出功率,优化系统性能。     

磁耦合谐振式无线电能传输功率与效率分析

通过电磁仿真得到了螺旋线圈在终端开路和终端短路两种不同馈电方式下相应的等效电路,基于螺旋线圈等效电路,运用等效电路理论,建立了螺旋线圈终端短路串电容两线圈结构模型。利用系统的等效电路,得到了系统输出功率和传输效率的数学表达式,并进一步分析了当系统谐振时,系统的输出功率及传输效率与互感系数、线圈分布电容、线圈内阻和负载电阻等参数之间的关系,从而给出了系统的参数优化方法,得到了最大功率输出时的最优互感值及传输效率随互感值变化而变化的趋势。设计制作了一套基于螺旋线圈终端短路串电容模型的磁耦合谐振式无线电能传输系统,通过实验验证了上述分析的正确性。     

全方向无线电能传输电磁耦合系统仿真分析

近年来,全方向无线电能传输技术由于具有位置鲁棒性好、安全可靠性高和环境亲和力强等独特优势,受到国内外研究机构和科研院所的广泛关注。高性能的电磁耦合系统作为全方向无线电能传输系统的关键环节,对实现高效的系统能量传输有着至关重要的作用。首先,运用电路理论建立了全方向线圈结构的等效电路模型,得到系统输出电压和输出功率的表达式,并给出了系统激励源的控制方案;其次,对全方向无线电能传输的充电场景进行分析,分析了三维正交圆环形线圈结构方案的弊端,提出了正方体线圈结构方案;最后,建立两种磁耦合线圈结构方案的数学模型,得出互感与接收线圈的位置、充电场景和旋转角度的关系。通过仿真实验验证了理论分析的正确性,为全方向无线电能传输电磁耦合系统的设计提供了参考和借鉴。     

谐振式无线电能传输系统恒功率输出特性研究

在无线充电过程中,电池阻值的变化会引起输出功率的波动,从而减短电池寿命,影响充电安全。针对磁耦合谐振式无线电能传输变负载系统,通常是在接收端加入控制电路使输出功率稳定,但这增加了用电设备的体积。因此,文中提出了基于反射阻抗原理的两种恒功率控制策略： Sepic电路恒功率输出控制策略和移相控制恒功率输出控制策略。首先分析了负载电阻对输出功率的影响,然后推导了Sepic电路驱动信号的占空比、移相控制中驱动信号的移相角与输出功率的关系,给出了文中恒功率控制策略的原理。最后通过Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证了文中理论分析及所提控制方法的正确性,仿真结果表明两种控制方式均能有效实现恒功率输出。     

电动汽车动态无线充电系统输出电流模型预测控制

动态无线电能传输（DWPT）能够为行驶中的电动汽车提供能量补给，有助于缓解里程焦虑、节省充电时间。然而，车辆行驶过程中发生的随机性横向偏移以及分段导轨切换区域的耦合关系变化等，都会引起充电功率波动。该文以LCC-S型磁耦合谐振式DWPT系统为例，提出一种结合卡尔曼滤波和模型预测控制的恒流控制方法。首先建立电能接收端Buck降压电路的状态空间模型；然后基于该模型设计卡尔曼滤波状态估计器和预测控制器；最后通过仿真和实验，验证了所提出的卡尔曼滤波和模型预测融合控制算法的有效性，并与传统的PI算法进行比较。结果表明，该控制器显著提高了恒流控制速度，并且对互感变化具有很强的鲁棒性。     

阵列式无线能量传输系统的准静态电磁特性

磁耦合谐振式无线电能传输技术作为一种实现非接触电能传输的新技术,由于其相对于松耦合感应技术具有高传输功率和远传输距离等优势,成为了目前电气工程领域的一大研究热点。针对电动汽车和轨道交通车辆等大功率对象动态无线充电的应用趋势,根据准静态下的麦克斯韦数学方程,利用有限元电磁仿真软件,建立了多发射线圈阵列式磁耦合谐振式无线电能传输系统的三维仿真模型,通过实验测试验证了仿真模型的可靠性。在此基础上,通过有限元分析的方法研究了准静态下不同系统结构时接收端负载电压的稳定性及系统的电磁场分布特征,为电动汽车和轨道交通车辆动态无线充电系统结构的设计提供一定的理论参考。     

基于复合拓扑的无线电能传输系统优化策略

在无线电能传输过程中,受初级发射线圈及次级接收线圈之间相对位置以及电池内阻在充电过程中随时间变化的影响,线圈之间耦合情况以及系统负载大小在电能传输过程中动态变化,导致系统偏离最优效率工作点而引起传输效率下降。针对该问题,提出基于LCL-S型拓扑的无线电能传输系统效率优化策略。首先根据电路原理对系统进行理论分析,其次,根据谐振拓扑次级输出电压和初级输入电压有效值之比与负载解耦的特点,提出线圈互感大小估算方法,并通过对负载侧Buck-Boost电路控制信号施加扰动,寻找最优效率工作点,实现系统在电池恒流-恒压充电模式下效率优化。最后基于半实物仿真平台实验验证了该方法的有效性和可行性。     

电力系统应急通信电源装置的研制

为提高通信设备应急保电工作的效率,保障各变电站及各县、市供电局通信设备后备电源供电可靠性,针对通信保电工作模式存在的问题,研制了电力系统应急通信电源装置。并对装置进行了性能测试。应用结果表明：该装置有效地解决了应急通信设备保电工作中设备接线速度慢,可靠性、稳定性差的问题,简化了应急保电工作步骤,便于应急保电工作人员操作。     

一种新型高功率因数软开关电源

提出了一种新型高功率因数软开关小功率电源的设计方法,讨论了基于ML4803芯片控制的功率因数校正电路及无源无损的软开关DC/DC变换器。DC/DC变换部分采用了新颖的双管正激软开关技术,在不使用辅助开关管的情况下实现了开关管的零电压开通和关断,并成功研制了48V/10A的实用小功率电源模块,使其具有动态响应快、高功率因数、高效率及体积小等优点。     

电网中无功功率补偿

阐述了电网中的无功损耗、并联电容器补偿的作用原理、无功补偿方式及补偿容量的计算。只有做到合理补偿无功功率,才能有效地维持和稳定系统电压水平,从而降低有功损耗,提高系统供电效率。     

power games [power Olympics]

From the moment that International Olympic Committee president Jacques Rogge announced in July 2005 that the UK, or, more accurately, London, was to host the 2012 Olympics, the race was on to ensure that the electrical infrastructure in east London could support the requirements of the proposed high-tech 2.5sq km Olympic Park.     

混合电源及功率预测系统在风电并网中的应用

随着风电场装机容量的不断增加,解决大规模风电场并网对电网稳定性的影响问题就显得尤为重要。考虑到风能的特点及我国能源的地理分布情况,首先介绍了风电-火电"打捆运行"为电力系统供电的联合运行方式,通过调节火电厂的输送功率对风电进行调度,以实现电网的稳定及对风能接纳能力的最大化。其次,提出了多尺度选择的风电功率预测及误差校正方法,根据不同尺度的风电功率变化规律,可实现对风机组、电力系统的控制,以便于风电调度。最后,配以合适的储能装置、无功补偿设备可进一步增强电网的稳定性。通过假设的算例进行了验证和分析,具有一定的适应性和实用性。     

考虑风电不确定性的配电网区间潮流计算

高渗透率风电的接入使得配电网三相潮流计算需要考虑更多不确定因素,传统的潮流计算方法面临严峻挑战.文中基于区间分析理论,采用区间数对风力发电系统出力的不确定性进行描述与分析,并建立了考虑风电注入功率不确定性的配电网三相区间潮流计算模型.为高效求解所建立的配电网三相区间潮流计算模型,基于对传统非线性区间方程求解方法的分析与...     

Developing static reactive power compensators in a power systemsimulator for power education

This paper describes a newly installed laboratory module microcomputer-based static reactive power compensator (SVC) in detail to teach students how an SVC affects system voltage, load balancing, power factor, and transmission line losses. The SVC is merged into an old power system simulator for extensive power engineering education. The structure of the SVC is thyristor controlled reactors with fixed capacitors (TCR-FC). Two control algorithms, feedback control and feedforward control, are developed and compared. For the purpose of program flexibility and portability, a VME-Bus based microcomputer is used to synthesize the controller of the SVC. Several suggested experiments are given to show the effects of the SVC on distribution system compensation. The SVC greatly promotes the performance of the power system simulator     

含线间潮流控制器的电力系统联合潮流计算

线间潮流控制器(IPFC)能实现线路间的潮流转移和分配,可用于解决电力系统中潮流不均引起的一系列问题,具有较大的应用潜力和价值。为评估IPFC工程应用价值,需实现含IPFC的大系统潮流计算,但目前我国多用于电网规划设计的大型电力系统分析软件中没有开发IPFC模型。为解决上述问题,提出了一种基于Matlab与PSD-BPA的含IPFC电力系统的联合潮流计算方法。首先推导了IPFC功率注入模型的数学表达式,并设计了Matlab与BPA联合潮流计算的计算框架,由Matlab进行IPFC求解计算,BPA进行大电网潮流计算,通过数据交换接口完成两种仿真软件的交互与交替求解。进一步对IPFC功率注入模型进行改进,提出了一种基于PI控制器的变步长潮流迭代策略提高了计算方法的收敛性。以南通西北片电网为例,对提出方法进行了仿真验证,计算结果表明了提出方法的正确性和有效性。