可再生能源与变流技术(二)

全球能源消耗不断增加,除了引发能源本身的问题外,还使环保压力增大.因此对发电、输配电和电能的使用提出新的要求.传统的发电系统正在发生变化:分布式发电系统正在快步发展,并与集中的大型电厂通过长途输电送到用户的方式一起构成未来的电力系统;可再生能源替代化石能源.目前,全世界都在考虑和开展如风能、太阳能、海洋能、地热能等的利用.可再生能源的优点是提供用之不尽的原始资源,而且消除了有害物质的排放.但它们的主要缺点是其不确定性和不可控性,特别是有很强的季节性,甚至一日多变,不能完全满足用户对稳定电力供应的要求.充分挖掘可再生能源效益的途径是联网,一般是指与配电网相联接.电力电子变流器是两者之间唯一可行的接口.文章综述了可再生能源及接口变流技术的发展情况.     

发展可再生能源及变流技术的一些问题

对国内外当前可再生能源发展的背景,特别对2005年11在北京召开的第二届国际可再生能源大会的主要精神,国内外可再生能源利用的发展概况和我国在发展可再生能源方面的政策和举措进行了简要的概述.对风能发电、太阳能发电、生物能及燃料电池发电与大功率变流技术发展的关系进行了讨论.     

大功率变流技术与应用(一)

电力电子器件和变流技术在不断地发展,在解决全球能源消耗持续上升、节约用电和减少污染排放的过程中,以及在保持社会和经济的可持续发展中起着不可替代的作用.不论是改变发电资源,从传统的矿石资源向可再生能源转变,还是在发电、输电、配电和用电环节中广泛使用高效的技术与产品,都与变流技术密切相关.文章系统地叙述了电力电子变流技术的发生、发展与应用.     

铁路行业利用新能源和可再生能源状况调研分析

伴随经济的高速增长,我国将面临着严重的能源问题。开发利用新能源和可再生能源、提高其在能源结构中的比例将是解决能源问题的一个重要途径。铁路路网规模不断扩大,也必然带来能源消耗量的增加,在铁路行业上应用新能源和可再生能源、减少常规能源的消耗将对我国整体节能减排目标的实现起到至关重要的作用。通过调研太阳能热利用、太阳能光伏发电、地热能等存铁路行业中应用的典型案例,分析了其节能环保效益,得出铁路行业由于利用了新能源和可再生能源,减少了铁路行业资源、能源的消耗,能源利用效率得到提高,对促进我国铁路节能减排具有重要的意义。     

电力电子与绿色能源

介绍了绿色能源的概念,以风力发电为重点介绍了电力电子技术在绿色能源发展中的应用以及分布式发电在绿色能源系统方面的应用.     

外国铁路加快实现零排放步伐

德国2050年全部使用可再生能源 过去几年,德国致力于可持续性发展,取得举世瞩目的重大进展.政府逐步放弃核能,关停了 8个核电站,剩余的9个将在2022年之前关闭,最终实现无核化,取而代之的是风力、太阳能和生物质等.国家大力发展可再生能源,现处于全球领先地位.在全国的年度总电力中,从可再生能源获得的约占20％.确立了大量削减温室气体排放量的目标,2020年将比1990年减少40％.     

敦煌铁路太阳能发电技术应用的研究

在人口众多、人均资源严重不足的中国，能源不足与经济发展的矛盾突出，太阳能是理想的可再生能源，太阳能发电对解决我国电力能源短缺意义重大．敦煌铁路中太阳能电站已经建成并投入使用，运行良好，且具有很好的经济和社会效益．     

BOMBARDIER-I-EC04=一个新的能源节约公式

庞巴迪运输已经拥有了全球领先的接近完英的零捧放技术和可再生能源列车技术，现在，EG04，这一具有革命性意义的新的节镌技术，将再次打破这一公式——为有益的，     

大功率变流技术与应用（四）——升-降压逆变器

采用一级电路结构的阻抗源逆变器（Z-源逆变器），可以克服电机调速系统或分布式发电联网接口中的许多实际问题。阻抗源逆变器除了实现一级变换外，还能够做到：（1）不管输入电压多高，都能产生任一所希望的、甚至比网压高的输出交流电压，从而减少电机的额定电流；（2）在网压下陷期间无需任何附加电路，就能提供“安度难关”的能力；（3）改善功率因数，减少电流谐波和共模电压。阻抗源变流器将为太阳能发电和燃料电池提供简单、便宜、可靠的单级变换装置，也就是为传动系统提供了另一种选择。     

含电力电子变压器的城市轨道交通供电系统研究

在轨道交通能源互联网概念下,电力电子变压器是实现可再生能源就近消纳,提高分布式清洁能源渗透率的重要设备.本文提出了一种以电力电子变压器为能量管理核心的新型城市轨道交通供电系统,该系统在方便融入分布式光伏发电系统及储能装置的同时,有效提高了系统整体的能效水平.     

铁路电力工程节能减排有关技术措施的研究

铁路电力工程建设是根据各专业的用电要求,为除电力机车以外的所有用电设备和场所进行安全可靠供电的,但在电能输送过程中会产生各环节的能耗,如线路损耗、变压器损耗、无功损耗、机电设备的耗能、功能照明等。通过对电力供应系统各能耗环节的分析,提出电力工程设计可采用新能源技术和节能的电气设备,并针对各能耗环节提出可采取的节能减排技术措施。     

风机基本工作原理和电能变换系统

综述了风机电能变换系统.首先论述了实现风机能量变换的基础,考虑了电气系统的需求.然后描述了3种变换系统(恒速、变速双馈式异步发电机和变速直驱式发电机)的优点和缺点.其次简单叙述了所应用的电力电子变换器.最后,讨论了可选择的发电机系统和其发展趋势.发展趋势很明显倾向于变速系统.越来越多的双馈式异步发电机系统安装了应对电网故障的装置.对于直驱式风机,径向永磁同步发电机比电励磁同步发电机更便宜且效率更高.发电机的电压等级可期望提高到约5 kV.     

基于二极管箝位级联拓扑变流器的直驱风电用变流技术

直接驱动型风力发电系统需要全功率变流器作为与电网的接口，多电平变流器的应用得到了广泛关注。二极管箝位五电平级联H桥拓扑，结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势，只需较少的箝位二极管和独立直流电源，即可进一步提高输出电压等级；使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路.可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。基于拓扑提出了消谐波SPWM和载波相移SPWM相结合的调制方法，能够方便地对二极管箝位级联拓扑进行控制，可以进一步提高等效载波频率，减小器件损耗和滤波器体积。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。     

基于三重化DC／DC变换器的光伏直流微网控制研究

以带有蓄电池单元的独立光伏发电直流微网为研究对象,采用一种三重化DC／DC模块作为接口变换器,提出电压外环、电流内环的双闭环来控制接口变换器。仿真与实验结果表明,三重化DC／DC模块能有效地减小电流纹渡和电流谐波,实现光伏阵列最大功率点的跟踪以及蓄电池单元能量双向流动,稳定了直流母线电压。     

适用于电网电压小幅下降的双馈电机励磁控制仿真研究

考虑到电力系统的安全性和稳定性,新的电网规程要求并网风力发电机组应具有一定的低电压穿越能力。为了抑制双馈感应风力发电机组在电网电压下降时转子侧出现的过电压和过电流冲击,考虑电网波动建立了双馈电机转子变换器控制系统数学模型,并且采用定子电压定向的空间矢量方法对电机转速和定子输出无功功率进行跟踪控制。在Matlab环境下,选取一台1．5MW并网双馈感应风力发电机在电网电压下降到额定值的60％期间对所设计的控制系统进行了仿真验证。     

基于Icepak的机车牵引变流器热设计

以某机车牵引变流器散热系统为研究对象,对其功率模块和其他热敏感度高的关键部件热损耗进行分析。针对该变流器的整体布局特征,提出各功率模块采用独立风道的方式进行冷却,并在风机的入口前设计导流装置,将各模块的冷却风量按功耗的比例进行分配,均衡冷却效果。采用Icepak软件计算变流器内部的流场分布和功率模块的温度分布,结果表明:各关键部件的散热都能满足设计要求,各功率模块的冷却效果也较为均衡。通过温升试验验证,试验结果与仿真结果基本吻合,验证了方案的可行性。     

基于多电平变频器的有源电力滤波器

含独立电源的级联H桥多电平变频器具有每个H桥单元结构相同、易于实现模块化设计等优点，因而在无功补偿和有源电力滤波器等领域有广泛的应用前景。在并联有源电力滤波器（APF）系统中，由于直流侧不需要提供有功功率，可充分利用级联多电平变频器的优势及载波相移PWM技术良好的谐波传输特性。提出了一种基于多电平变流器的并联APF系统的电路拓扑结构，并在交直流控制策略和系统参数设计方面进行了分析。仿真和实验结果表明，此系统动态响应速度快、补偿性能良好，验证了理论分析的正确性和实验系统的可行性。