基于超级电容储能的城轨供电系统效能提升

城市轨道交通具有站间距离短、行车密度高等特点，列车在运营过程中会频繁地启动和制动，产生可观的制动能量。本文针对制动能量的再生利用效率提升问题，提出了一种基于超级电容储能装置和全线规划布置的超级电容地面储能系统，对其系统节能能力、牵引网稳压能力进行研究。首先，针对超级电容储能装置从单体级、模组级到系统级进行了设计；接着，以实际线路为例，从变电所输出功率、直流侧电压以及系统运营总能耗3个方面在MATLAB/Simulink平台上进行节能仿真。仿真结果表明，超级电容地面储能系统能够有效地降低城市轨道交通系统运营能耗，节能率可达12.78%，同时稳压效果明显，电压波动幅度由290 V减小至190 V，提升了牵引供电系统的供电安全性。     

一种适用于新型直接交交型有源滤波器的逐次分序谐波检测算法

有源电力滤波器(active power filter,APF)是电力系统中实现谐波治理功能的一种新型变流设备。谐波检测作为APF的关键技术之一,直接决定了其整体性能。针对近来出现的一类基于直接交交变换技术的APF,提出一种新的谐波检测算法。该算法结合改进的滑窗离散傅里叶变换法以及对称分量法,实现对三相电网各次谐波的各序分量的独立的快速检测。新算法与传统方法相比具有简单快速的优势。尤其是当系统不平衡时,需要在每个谐波频率上对正序与负序分量分别检测的应用场合。此外,该算法同样可用于传统的APF中以实现快速的谐波检测。首先对新型直接交交型APF进行简要的介绍,再详细推导新的谐波检测算法的原理,并将该算法与传统算法进行比较研究。然后基于新的谐波检测算法针,对新型APF提出一整套滤波控制解决方案。最后对新的谐波检测算法进行仿真验证,并在一台3k W新型APF样机上对其进行实验验证,仿真与实验结果证明了新算法的正确性与实用性。     

三电平单元电力电子变压器容错运行技术

基于三电平单元的电力电子变压器具有功率模块少、功率密度高等优点,在数据中心不间断电源、铁路配电系统、超级充电站等场景中应用前景广阔。然而,电力电子变压器中开关器件多,器件故障引发的故障模块切除动作将导致系统容量损失,易引发系统失稳、故障越界等问题。针对该问题,文中提出了一种基于故障模块、故障相与非故障相协同的三电平容错运行技术。首先,采用开关组合列举法分析了不同故障类型下三电平单元H桥的共性故障结果,并基于部分器件旁路实现了故障模块重构和容错运行。其次,提出了相内协同控制策略,实现了故障模块电容电压的稳定与均压控制,并通过相间协同控制实现线电压平衡,共同保障电路正常运行。最后,针对不同故障结果提出具体的容错控制方法,并通过仿真验证了所提容错方法的有效性。仿真结果证明了容错控制下电力电子变压器能稳定运行。