超级电容在电梯节能中的应用

电梯作为位能性负载,节能潜力巨大。针对现有的回馈并网型电梯节能技术存在的并网谐波及干扰等问题,设计了基于超级电容储能装置的超级电容节能型电梯系统。通过双向DC-DC变换器实现电梯回馈能量的存储与再利用,利用紧急电源供给(EPS)装置实现辅助系统供电及紧急救援功能;同时针对电梯系统,对超级电容储能装置参数设计进行了研究,并给出了参数选择方法。仿真及样机实验结果表明,超级电容节能型电梯能够实现回馈能量的有效利用,节能效果提高26.0%。     

超级电容储能式电梯应用研究

针对现有的回馈并网型电梯节能技术存在的并网谐波及干扰的不足,设计了基于超级电容储能装置的储能式电梯系统。通过双向DC-DC变换器实现电梯回馈能量的存储与再利用;同时针对电梯系统,对超级电容储能装置的参数设计并给出了分析方法。仿真及样机实验结果表明,该系统能够实现回馈能量的有效利用,节能效果达到26%,并且保持原转矩和速度的平稳性,超级电容储能装置未对原有电梯系统的舒适性和安全性造成影响。     

基于隔离双向DC/DC变换器的电梯节能系统建模与仿真

为了解决超级电容存储型电梯节能装置成本高的问题,将隔离双向DC/DC变换器用于电梯节能装置,通过小信号分析法对隔离双向DC/DC变换器进行分析建模,引入了电梯变频器直流母线电压外环、超级电容充放电电流内环的双环PI控制策略,克服了从直流母线电压到超级电容电压大变比变换难以实现的技术难点,在完成电梯回馈能量的存储与再利用的同时,有效降低了电梯节能装置的成本。并利用超级电容放电电流大的优势,在电梯启动时超级电容节能装置提供大电流补偿,减少了对电网的冲击。通过Simulink仿真分析,验证了方法的有效性和可行性。     

光储微电网运行特性及影响因素分析

建立了一个光伏发电微电网测试平台;系统以蓄电池为储能装置,并通过双向逆变器并入微电网,用以维持微电网的暂态功率平衡。当微电网联网运行时,以外电网电压和频率为参考,蓄电池双向逆变器、光伏并网逆变器采用定功率控制;孤岛运行时,双向逆变器的控制策略切换为定电压、定频率控制,用以提供微电网电压和频率参考。实验结果表明,该系统可以稳定地工作在联网模式和孤岛模式,光伏发电功率波动及负荷波动均不会影响微电网的稳态运行,蓄电池的荷电状态对微电网的稳态孤岛运行以及联网和孤岛之间的切换有重要影响。     

移相控制双半桥双向DC/DC变换器

详细分析了双半桥双向DC/DC变换器能量双向流动以及零电压开关的实现原理,提出了移相控制加选择开关的控制策略,实现了能量双向流动的自由切换.最后仿真并研制了原理样机,对变换器双向稳态电能变换、工作模式切换进行了研究.     

适用于储能系统的准Z源模块化多电平双向DC-DC变换器的设计与控制

为了解决传统模块化多电平变换器应用于储能系统中存在的问题,该文提出一种新型阻抗源模块化双向功率变换器。该变换器将双向准Z源与半桥子模组相结合,构成阻抗源子模组。双向准Z源的引入改变了模块化多电平变换器的能量转换模式,使得系统能够以降压形式进行能量存储,以升压方式进行能量释放,从而解决了传统变换器在母线电压瞬时升高时的过电流问题。此外,双向准Z源可提高半桥变换器的输入电压,从而减少串联模组数量,有助于简化系统控制结构,提升系统可靠性。该文详细分析了变换器的子模组工作原理、调制方法,并设计了系统控制策略,通过搭建的储能系统物理实验平台进行了有效验证。理论分析及实验结果表明所提变换器相较于传统模块化多电平变换器更适用于储能系统应用。     

协调分布式潮流控制器串并联变流器能量交换的等效模型

由分布式潮流控制器的特性出发,建立了反映内部3次谐波能量动态交换的基于电流注入法和功率解耦控制法的分布式潮流控制器等效数学模型,设计了以3次谐波能量平衡为基础的串并联控制器。基于电力系统全数字仿真装置(ADPSS)的电磁暂态仿真功能和用户自定义模型功能,分别建立了分布式潮流控制器的仿真平台;基于该电磁暂态实验平台,通过分布式潮流控制器等效模型与电磁暂态模型仿真结果的对比分析,验证了所建分布式潮流控制器等效数学模型的正确性;基于机电暂态中用户自定义模型功能,在WSCC9系统和某500kV实际电网进行了稳态功率调控实验,证明了所建模型的有效性。     

可实现运行模式灵活切换的小型微网实验系统

为了能够对微网的运行特性进行深入的理论和实验研究,建立了一个小型实验室微网系统。该系统中的分布式电源采用光伏模拟单元和风机模拟单元,通过电力电子变换装置并入微网;系统以蓄电池为储能装置,并通过双向逆变器并入微网,用以维持微网的暂态功率平衡。当微网联网运行时,以外电网电压和频率为参考,蓄电池双向逆变器、光伏并网逆变器和风机并网逆变器采用恒功率控制;孤岛运行时,双向逆变器的控制策略切换为恒电压、恒频率控制,用以提供微网电压和频率参考。实验结果表明,该系统可以稳定地工作在联网模式和孤岛模式,并可实现二者之间的平滑切换,提高了能量供给的可靠性。     

电动汽车无线供电导轨切换模式分析

基于分段导轨模式的电动汽车无线供电导轨快速切换时,系统中的相关状态变量可能会发生急剧变化,过电流、过电压等可能给系统带来极大的安全隐患。针对分段导轨连续硬切换模式下由动态电流引起的切换开关应力大、控制系统体积大及尖峰电压等问题,提出一种基于能量自由振荡模式的电动汽车无线供电导轨切换方法,实现了供电导轨的软切换。通过构造系统的电磁暂态模型,分析了硬切换和软切换模式下电感电压的变化趋势。仿真和实验验证了该方法的有效性。     

双回路电源自动切换的设计与应用

供电系统在中波发射中占有很重要的位置,一个设计合理、操作便捷、运行可靠的供电装置,是广播安全播出的重要保障。合理设计和安装双回路电源自动切换装置,能减少电源突然断电及交换瞬间电源质量差对设备造成的危害。文章主要对供电双回路自动切换装置的科学设计和正确应用做一些有益的探讨。     

热能动力系统优化与节能改造

为了解决现有热能动力系统优化时未考虑系统的直流调制关系,导致节能效果较差的问题,提出基于直流功率调制和暂态能量跟踪融合的热能动力系统节能控制和改造技术。采用多直流调制协调稳定性调节方法,进行热能动力系统的机组节能控制。以功角、角速度、机械功率等为约束参量,对热能动力系统的机组输出特征量进行稳态特征分解,结合分解得到的稳态特征,对热能动力系统的节能稳态性控制进行分析。根据热能动力系统的转子角与转子角速度的直流调制关系,进行暂态能量跟踪融合处理,实现热能动力系统的优化与节能改造设计。仿真结果表明,采用该方法对热能动力系统进行优化,系统的节能控制性能较好,对直流功率的自动调节能力较强,提高了系统的节能效果。     

厂用电快切装置双向事故切换改造

某公司输煤母线采用MFC2000型快切装置,在事故情况下,只能进行单向快切,即主用切换至备用。当6kV输煤母线需要由备用电源供电时,快切装置的事故切换功能失去作用。当该备用电源故障时,6kV输煤母线不能及时转由工作电源供电。为此,文章介绍了厂用电快切装置双向事故切换的改造过程。     

一种面向多对象的自动准同期装置

针对目前同期装置大都采用外部切换箱实现外部电压切换,现场布线比较复杂的情况,提出了一种包含同期电压切换功能的自动准同期装置实现方法。通过直接控制对象切换继电器电源的方法实现了同期电压切换;装置采用了双CPU、双AD结构,包含了CPU内部的CPLD闭锁、双机报文监视闭锁、同期出口继电器的串联闭锁以及外部同期闭锁继电器多级闭锁,能够可靠地完成电压切换及同期;在对外接口等方面创新地引入了液晶式同步表、同期电压录波及查看功能,支持双以太网及多种通信规约,能够满足各种现场应用的需求。在同期算法中采用了非线性预测和线性插值相结合的方法,保证同期合闸角小于1°,性能优越。     

自动转换开关电器的选用

在配电工程设计中,对于重要负荷(如消防负荷等经常采用电源自动转换装置(ATSE),由双路电源供电自动进行切换(电网-电网,电网-柴油发电机),即当一路电源失电时自动切换到备用电源,以保证供电可靠性和连续性。因此选择电源自动转换装置(ATSE)时要注意产品的结构特点。     

基于模块化多电平直流变换器的储能系统分布式能量均衡控制策略

为了解决级联式储能系统中储能模组间能量均衡问题,同时提升系统的模块化程度,提出一种分布式能量均衡控制策略。该策略充分利用了双向直流变换器模块化结构的特点,将各子模块采用独立闭环控制。为了使子模组能够独立进行能量均衡,将下垂控制思想以及超级电容荷电状态(SOC)引入到电流闭环中,使子模组能够根据自身SOC状态调整工作电流,进而实现能量自动分布调整,达到均衡控制目的。为了减小模组SOC对系统电流的影响,控制策略中引入了电流校正环节,从而改善系统电流的调整率。该策略不影响储能系统稳定母线电压的能力,同时各储能模组间不需要任何通信,使系统具备了完全的模块化特性。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。     

用于供电品质改善的多功能三电平混合储能变流器设计研究

分布式储能具备灵活的电能调控特性,利用其接口变流器的可控性可以实现对诸如无功、三相不平衡等稳态扰动和电压暂降、供电中断等暂态扰动的治理,从而以多功能的形式减少电网扰动、改善负荷供电品质,有助于提高分布式储能系统的应用效能。为实现该目标,提出一种多功能三电平混合储能变流器,以两级式三电平拓扑为载体提升系统电能变换效率,以超级电容和储能电池的混合接入为手段实现暂态/稳态性能的综合优化,以多功能控制及其平滑切换策略的设计实现稳态及暂态电能质量问题的高效治理。仿真和实验验证了所设计系统在改善供电品质方面的可行性和有效性。     

±200 Mvar静止同步补偿器的电网电压控制策略

结合南方电网±200 Mvar链式静止同步补偿器(STATCOM)的应用实践,研究了大容量STATCOM对电网电压的控制策略。基于STATCOM装置的动态无功补偿原理,介绍了STATCOM装置4种控制模式,指出正式运行时仅采用稳态调压和暂态电压控制2种模式,根据目标母线电压自动进行模式识别和切换。介绍了稳态调压控制基本参数的设计,分析了该模式下STATCOM对电网电压的调节范围和效果。通过对电网故障的针对性分析,设计了STATCOM暂态电压控制逻辑,指出近端故障时可进入零无功的主动闭锁状态。对比全日电网电压曲线和STATCOM无功曲线,印证了STATCOM稳态调压模式可跟踪电网电压进行实时调节。分析故障录波数据,验证了STATCOM在电网故障时可在20 ms左右达到90%的最大暂态输出的设计要求。实践证实了所述的STATCOM的电网电压控制策略的可行性和有效性。     

分区互联配电网异步孤岛模式切换策略研究

大规模分布式电源的存在允许配电网通过网络重构改变供电方式,实现部分区域在必要时刻以异步孤岛形式运行。但配电网运行方式的改变必然伴随着关键换流器控制模式的切换和参数的调整,如何平稳地实现配电分区在并网和孤岛之间的转换是实现有源配电网安全可靠运行的重要内容。针对通过软开关（soft open point, SOP）实现柔性互联的配电分区,分析了该系统由并网转为异步孤岛运行的暂态特性,提出了基于参考功率自适应的改进下垂控制策略,并采用状态跟踪方法降低了配电网运行状态切换时刻的暂态波动,实现了配电网运行方式的平滑切换。在PSCAD/EMTDC环境下搭建了仿真模型进行验证,结果表明,所提控制方法可有效提升分区互联有源配电网运行的灵活性。     

柔性直流双向变换器及其控制策略研究

研制了一种柔性直流配电储能式双向DC-DC变换器,在直流母线和储能装置间建立双向功率通道,以解决配电网母线电压波动大的问题。设计两相Buck-Boost交错并联结构,采用新型数字式精确恒压、恒流、恒功率控制策略,提高了变换器输出侧频率和稳态特性。试验表明,双向变换器在不同工作模式下均能正常工作,并可实现工作模式灵活切换以及自动恒压、恒流功能,通过对交错并联电感电流的均衡控制,保证了变换器高效大功率和低纹波的输出,在实际配电系统实验中验证了该变换器可靠性。     

双馈风力发电机低电压穿越研究

探讨了双馈风力发电机并网后对电力系统暂态稳定性的影响.针对双馈感应电机(DFIG)风力发电系统进行低电压穿越(LVRT)电路设计,在转子侧接1个主动式Crowbar电路,在网侧加入能量存储装置.经过Matlab的仿真和DSZ-1实验平台的实验,说明该系统具有良好的低电压穿越能力.