基于超级电容的水下平台混合能源系统研究

针对燃料电池发电系统输出特性偏软,动态响应慢以及负载具有随机性、间歇性、波动性等问题,在水下平台混合动力系统中加入了超级电容。采用双向DC/DC变换器作为超级电容充放电主拓扑,设计了基于PI控制器的双闭环控制,实现了母线和超级电容之间能量的双向流动。运用PSIM软件对超级电容正常工作放电和充电2种工况进行仿真。仿真结果表明：通过双向DC/DC变换器可在系统重载时将超级电容存储的电能释放出来,在系统轻载、减速或制动等工况下降回馈再生电能存储至超级电容中,整个过程可以使大功率负载安全地接入系统,减小母线电压振荡,提高能量利用率。     

电动汽车驱动系统新型双向DC-DC变换器小波信 号模型分析研究

现代电动汽车通常需要在加速、减速、低速大扭矩、高速恒功率等状态间频繁转换,会引起直流母线电压出现较大的波动。为了控制直流母线电压的稳定,本文提出了一种新型双向DC/DC变流器,分析出不同模式下小信号模型,再根据小信号模型建立变流器控制模型。通过对比其与传统双向DC/DC变流器的差异,结果表明该新型双向DC/DC具有更小的电压应力以及更高的电压增益,有效提高直流母线电压调节的稳定。     

直流微电网储能系统双向DC-DC控制器硬件电路设计

针对直流微电网进行能量双向变换时母线电压不稳定问题,对用于直流微电网储能系统中双向DC-DC变换器的硬件电路进行研究与设计。详细介绍了双向DC-DC变换器的工作原理及硬件电路构成,并对硬件电路主要元器件的选型进行了说明。为实现实际电路中系统母线电压产生波动时能迅速恢复到正常工作电压状态,制作了实物并进行测验。实验结果表明,通过合理的双向DC-DC变换器硬件电路设计不仅可实现能量的双向传递,且在系统母线电压波动时,实现DC-DC变换器精确控制可确保直流母线电压稳定,提高直流微电网储能系统的可靠性。     

锂电池在混合动力船舶制动能量回收中的应用研究

针对传统电力推进制动过程中对直流母线电压的影响,制动电阻消耗全部制动能量造成浪费的问题,文中在研究了混合动力船制动回馈机理的基础上,采用锂电池作为制动能量的储能装置,通过双向DC-DC变换器为混合动力船舶提供推力或吸收制动过程的暂态能量,分析锂电池储能系统充放电控制策略,搭建仿真系统.结果验证了锂电池储能系统能够维持直流母线电压稳定,制动能量得到回收.     

基于超级电容的船用光伏并网系统功率控制

针对光伏并网系统输出功率的间歇性和随机性会降低船舶电力系统运行稳定性的问题,采用超级电容作为储能,使船用光伏并网功率平缓输出。分析超级电容特性和光伏系统的构成,建立光伏电池阵列和基于扰动观察法的输出最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)控制模型,由超级电容和双向DC/DC变换器构成功率调节装置吸收或补偿功率突变,采用恒功率控制策略控制并网逆变器输出。通过调整辐照度进行仿真试验,并搭建试验平台验证,研究结果表明:在船用光伏并网系统中接入超级电容可平滑光伏输出功率,能有效抑制电网频率和相电压的波动,提高船用光伏并网电力系统的稳定性。     

新型矿卡电气系统磁集成双向DC/DC变换器研究

针对氢能燃料电池动力系统应用于矿用自卸车(矿卡)电气系统问题,该新型矿卡电传动系统效能直接决定于中间环DC/DC变换器。为此设计了一种磁集成三相交错并联双向BUCK-BOOST变换器,详细分析和推导了运行原理及电感、电容参数设计方法,可降低氢能燃料电池输出电流纹波,稳定高压直流母线电压,仿真分析矿卡各工况下双向Buck-Boost变换器,结果表明设计方法的正确性、有效性。     

储能系统在分布式发电中的应用

当今以风能、太阳能为代表的可再生能源,因其储量丰富、环境友好等特点,得到人们日益广泛的重视。基于可再生能源的分布式发电是可再生能源利用的一种主要方式,然而,由于可再生能源的间歇性,导致了分布式发电系统的稳定性、可靠性以及电能质量问题,在这种情况下,储能系统应运而生。本文介绍了蓄电池、超级电容、燃料电池以及飞轮等几种常见的储能技术,简要分析各自的工作原理,比较了它们之间的优缺点,并以蓄电池和超级电容为例,分析混合储能系统的构成方式,最后通过Buck/Boost双向变换器与直流母线相连接,给出了一系列适合于分布式发电系统的隔离型Buck/Boost双向变换器,并比较了它们之间的优缺点。     

基于超级电容的车客渡船能量管理策略

针对车客渡船航行过程中因推进电机需要频繁大尺度启动和制动而造成船舶电网易产生较大波动、能量管理复杂的问题,提出一种基于超级电容的车客渡船能量管理策略.采用模糊自适应(PID)控制策略对储能系统充放电进行控制,以直流母线电压为目标,通过Matlab/Simulink建立仿真模型,并搭建超级电容能量回收试验平台,验证该能量管理策略的可行性.结果表明,超级电容能对推进电机制动能量进行缓冲存储,提高能量的利用率,同时还可以减小船舶电网的波动,避免发电机组频繁调节,提高电网的安全性.     

混合储能系统在船舶电力系统中的应用

在船舶电力系统中引入储能技术可以解决由于负载频繁变化带来的问题。文章主要针对由电池和超级电容组成的混合储能系统进行研究,提出了一种应用于推进系统和脉冲功率负载的新型电池/超级电容混合储能系统,利用双有源桥的拓扑,通过移相控制能量双向流动,实现电池和超级电容的充、放电。新型混合储能系统可以提高船舶电力系统稳定性和可靠性、提高燃油利用率、减少有害气体排放,是船舶电力系统发展的新方向。     

船用锂电池充放电装置设计

介绍了基于双向DC/DC变换器和AC/DC整流模块设计的锂电池充放电装置硬件回路，阐述了锂电池充放电装置的软件设计架构、主要功能，及软件控制策略。基于船用锂电池充放电装置的设计，选取锂电池组进行了充放电试验，试验结果验证了该充放电装置的有效性。