城市轨道交通车载混合储能系统的研究

针对城轨列车在起动、制动过程中对牵引网电压造成冲击从而引起网压不稳定的问题,提出一种由超级电容与钛酸锂电池组成的混合储能系统,该混合储能系统满足城轨列车对高能量和高功率的需求。以混合储能系统的整体结构为研究对象,着重介绍了预充电回路的设计与仿真验证,它能明显提升混合储能装置的性能以及延长使用寿命。针对该混合储能结构,提出采用综合控制策略,该策略通过控制主电路中两个双向DC/DC变换器的工作模态来实现储能单元工作在恒流充放电状态。最后仿真对比综合控制策略与传统电压电流双闭环控制策略,仿真波形对比分析表明:对于牵引机车等大容量负荷突增与突减造成的网压波动,综合控制策略能更有效、快速调节混合储能系统的充放电状态,确保牵引网压波动幅度较小,提高城轨列车的运行可靠性与稳定性。     

IGBT逆变式手弧焊电源控制电路研究

介绍了IGBT逆变式手弧焊电源控制系统,设计了TL494的外围电路、网压波动补偿电路、外特性及动特性控制电路.     

一种应用于牵引型超级电容的充电装置研制

在分析了超级电容的特点以及充放电特性的基础上,设计了一种适合于超级电容充电的装置。该充电装置采用电压型全桥推挽拓扑结构,以TL494为控制核心,设计了PWM发生电路、充电流程控制电路、开关控制电路以及保护电路。样机实验表明,该充电装置结构简单、工作可靠,满足超级电容对充电装置的要求。     

微处理器电压调节器瞬态响应特性的改善

为设计具有快速动态响应的微处理器电源电压调节器，分析了在负载突变时电压调节器的瞬态响应特性和电路器件参数对输出电压瞬态响应影响．分析表明，采用合适电容值的低等效寄生电阻的滤波电容，并提高开关频率，可减小输出电压跌落．仿真结果显示，电感减半使电压跌落减小约20％，响应时间减小约60％；取临界(优化的)电容值可使电压波动减小约40％，但延长了响应时间；电流型控制方法比电压型控制方法电压跌落减小了约20％。响应时间缩短70％以上．     

电阻焊机通电的集散控制

介绍对电阻焊机通电进行集散控制的方法，着重阐述了中心控制系统的设计和使用方法。这一系统的有效运用，可较好地改善生产过程中因电阻焊机随机通电造成的网压波动大，导致焊接质量难以得到保证等问题。     

IGBT逆变式手弧焊电源主电路的设计

通过对一台315A全桥式IGBT逆变手弧焊电源主电路的设计，介绍了逆变电源主电路的设计方法。     

以太无源光网络突发模式接收机的研制

研究与设计的1．25 Gb／s以太无源光网络的突发式接收模块采用共栅共源结构的前置放大器，使输入级的电容接近场效应管的固有电容，提高了电路的带宽，降低了输入级的噪声，提高了接收模块的灵敏度，同时采用由顶端电压保持电路和底端电压保持电路组成的自动门限控制电路，使限幅放大器的放大信号为门限电压与信号电压的差，极大地提高了接收模块的动态范围。     

超级电容储能系统抑制直流牵引网压波动的研究

超级电容储能装置通过双向DC/DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动能量,本文就车载超级电容储能系统的结构及充放电控制策略进行了研究,给出超级电容储能系统充放电控制策略,通过对其控制策略的仿真分析,验证了超级电容储能系统可以有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和再生失效等问题.     

高阶开关电容滤波器的分析与设计

在双线性变换和预畸技术的基础上本文采用状态变量法和信号流图分析了跳耦型高阶开关电容低通滤波器的实现电路，给出了设计步骤和实例。     

基于电容电压平衡的三相四开关整流器FCS-MPPC策略

针对三相四开关整流器电容电压不平衡,进而影响系统稳定性的问题,提出了电容电压平衡的三相四开关整流器有限控制集模型预测功率控制策略.在控制系统的价值函数中,引入抑制电容电压波动目标项,以保持直流侧电容电压平衡,既兼顾有功/无功功率脉动最小且能有效地平衡电容电压,最终实现网侧电流谐波含量低、波形质量好、系统稳定性高.仿真测试结果验证了所提方法的有效性.     

电气化铁路同相储能供电系统能量管理及容量配置策略

为进一步降低电气化铁路对三相电网的负序影响,兼顾牵引变电所节能经济运行,提出了一种电气化铁路同相储能供电系统能量管理策略和容量配置方案.首先,以三相电压不平衡度限值为约束,确定了不同负序超标情况下储能装置启动阈值;而后,建立了储能供电系统负序补偿模型,计算储能装置充放电电流;最后,以牵引变电所实测数据为例,给出储能装置容量配置方案,并计算验证了所提能量管理策略的可行性和正确性.研究结果表明：该同相储能供电系统通过实时控制储能装置充放电,可实现负序满意度补偿、负荷削峰填谷、兼顾再生能量利用,负序补偿度由储能装置放电功率决定,削峰填谷效果和再生能量利用率由储能装置启动阈值和储能容量决定;储能容量一定时,越小阈值,再生制动能量利用率越高.     

计及逆变回馈装置间歇工作制的城轨供电计算

逆变回馈装置在实际运行中采用间歇工作制,当采用供电计算确定逆变回馈装置的选址和容量设计时,必须考虑逆变回馈装置的工作特性模型.为此,提出了一种考虑逆变回馈装置间歇工作制的城市轨道交直流供电计算算法.该算法基于逆变回馈装置的功率提出了逆变回馈装置负荷过程的动态调整策略,并实现其状态切换;从主变电所统计整条线路的全日能耗,...     

再生电能吸收装置在地铁上的应用

本文介绍了再生电能吸收装置在地铁牵引系统中的应用和稳定直流牵引网络电压的作用原理。     

电-氢孤岛直流微电网的分层能量管理

为了实现电-氢混合储能微电网的控制与运行，提出一种该类孤岛直流微电网的全天候能量管理方法，在满足负载需求功率、控制母线电压的基础上，将微网多余电能向化学能及氢能转化，且将储存的能量通过燃料电池及蓄电池适时运用于微网功率缺额的情况；通过对各电源、负载设备DC/DC变换器控制以及管理层的协调控制，实现了该系统的能量管理；基于MATLAB/Simulink软件平台，验证了该文能量管理方法的有效性. 研究结果表明:电-氢微电网在运行过程中母线电压波动幅度小于0.33%，远小于5.00%的运行要求；锂电池等效荷电状态及储氢罐等效荷电状态初末值变化幅度分别为4.0%和0.2%，储能系统运行稳定；该能量管理方法能够在保持电-氢系统稳定运行的前提下，无需外界提供额外能量即可确保该系统的全天候正常运行.      

考虑牵引所多运行状态的城轨交直流供电计算

城市轨道牵引变电所存在多种运行状态:整流状态、整流机组关断状态、逆变回馈装置恒定电压运行状态、逆变回馈装置最大功率运行状态. 针对潮流计算中牵引变电所状态的不确定而影响计算收敛性的问题，提出一种考虑牵引变电所多运行状态的城轨交直流供电计算算法. 该算法对逆变回馈装置和车载制动电阻建模，根据迭代过程中牵引变电所网压、电流，采用滞环比较策略确定牵引变电所状态，通过交直流交替迭代方法求解潮流. 对某地铁工程进行仿真分析和实测验证，结果表明:仿真与实测的牵引变电所负荷过程曲线Pearson相关系数为0.76～0.92；逆变回馈装置节能率的仿真结果与实测误差不超过1.7%；在全线整流机组空载电压较高的场合，当逆变回馈装置的启动电压设置在1750 V以上时，消耗在车载制动电阻上的能量显著增大.      

考虑频率波动的改进瞬时电压d-q分解算法

电压有效值的准确检测是分析电压暂降、波动和偏差的基础,是电压质量评估与抑制干扰首先要解决的重要问题.以单相电源为参考电压,采用60°延时方法构造虚拟的三相系统,借助d-q坐标变换可以对电压瞬时有效值进行计算.本文在该方法基本原理的基础上,分析了检测信号的频率波动对计算结果的影响,推导了频率波动误差公式,并在Matlab/Simulink平台下对推导结论进行了仿真验证,同时提出了基于u2d＋u2q项滤波和局部均值计算的改进算法.通过仿真对比改进算法与传统算法,结果表明,改进算法对频率波动信号电压有效值的计算更准确.     

新型供电方式有轨电车能量管理策略

为了提高混合动力有轨电车制动过程中制动能量的回收效率，提出一种考虑储能系统始末状态的能量管理策略. 在有轨电车从启动到制动的运行过程中，基于极小值原理对混合动力系统进行功率分配，以实现对超级电容荷电状态（state of charge，SOC）安全范围的有效控制，并保证在制动时刻超级电容具有足够的SOC余量来吸收制动功率；同时，将有轨电车启动、运行过程中的牵引控制策略与制动过程的能量回收策略相结合，采用绝缘栅门极晶体管（insulated gate bipolar translator，IGBT）斩波器与制动电阻相结合使用的方式，抑制母线电压的抬升； 最后基于实际的有轨电车运行工况，在MATLAB/Simulink平台下进行了仿真测试. 结果显示，在有轨电车制动时刻，超级电容SOC均能够按照预期下降到0.4左右，且在制动全过程中，有轨电车母线电压始终处于875 V以下，满足母线电压的控制要求.      

基于双闭环控制的三相PWM整流充电技术研究

随着环境污染和资源短缺问题日趋严重,电动汽车的研究备受人们的关注。而研究电动汽车中蓄电池充电装置及充电技术对于推动电动汽车产业发展具有一定的意义。传统的充电装置通常采用三相不可控整流器和DC-DC变换器组成,此类充电装置使得网侧谐波电流大且变换效率低。本文采用双闭环控制的三相PWM（脉宽调制）整流器作为充电装置,其中电流内环可提高网侧功率因素,电压外环可稳定输出的直流电压。为缩短蓄电池充电时间,电压外环参考电压设置为蓄电池浮充电压,使得充电电流的变化符合其充电接收曲线。最后在MATLAB／SIMULINK中搭建仿真模型,验证该控制策略的可行性。     

基于指数平滑法的平抑风电功率波动储能控制策略

随着风电并网渗透率不断提高,风电并网的功率波动对电网产生的不利影响逐渐显现.本文将储能系统（ESS）用于抑制风电发电系统的功率波动性.同时考虑ESS荷电状态（SOC）和风电功率波动率的情况下设计了一种基于指数平滑法（ES）的平抑风电功率波动的储能控制策略方法.算例结果验证了该控制策略的正确性和有效性.