1、“.....实现软开关输入侧加有电感,有效减少电流纹波,适合用来连接蓄电池和超级电容器。三全桥变换器拓扑三全桥主电路拓扑结构图为所提出的三全桥双向变换器,采用电流型全桥结构作为输入变换单元,电压型全桥结构作为输出变换单元,用三绕组高频耦合变压器作为能量传输元件。每个开关管均工作在额定频率下,低压侧以蓄电池和超级电容作为输入端,高压侧为驱动负载,负载要通过逆变器连接到牵引电动机驱动。根据各个开关管占空比和导通时刻的不同,可分别在变压器三个端口产生具有相位角之差的矩形波电压。因输入输出均采用相同的全桥结构,故可根据变压器三端口电压相位角的大小改变功率传输的方向和大小。正向模式时,超级电容和蓄电池起给负载供电,反向模式时,负载回馈电能给蓄电池和超级电容。图中分别为隔离变压器三个端口的漏感。采用全桥结构的优点是可以根据输入电压的大小,调节移向角以及占空比的大小......”。
2、“.....图三全桥双向基本拓扑结构三全桥双向变换器采用超级电容侧占空比和移向角蓄电池侧和负载侧之间的移向角超级电容侧和负载侧之间的移向角为蓄电池侧和超级电容侧之间的移向角进行控制,通过以下分析表明,通过驱动信号控制变压器两侧的电压波形的移向角,可改变输入电源之间以及电源与负载之间所传送功率的大小和方向,并且可实现两个输入单元单独或同时向负载提供功率。变换器等效电路在变换器拓扑中,三绕组变压器所起的作用包括以下三个方面通过磁耦合的形式使不同的直流输入电源结合起来提供储能元件蓄电池超级电容与负载逆变器之间的电气隔离低压侧到高压侧的升压或者到的降压变压器漏感被用作输入电源和输出负载之间的能量传递元件。图和中给出了三绕组变压器的等效和简化电路模型,其中为变压器的等效激励电感,和分别为变压器原副边各绕组的漏感。在变压器的简化模型中,端口的半桥电路被等效电压源替代......”。
3、“.....在变压器型中,各绕组的漏感均折算到原边。其中和分别为变压器各绕组以原边为参考的等效漏感,和分别为变压器各绕组之间的漏感。根据变压器的变换原理,可得到型和型中漏感之间的转换关系,三绕组变压器等效电路变压器用形模型表示变压器用形模型表示三全桥变换器的简化电路模型其中变压器分别用形和形模型表示图三绕组变压器等效和简化模型上图中的形模型适用于变换器的数学建模,而形模型适用于进行变换器的换流和软开关条件分析。简化来看,改变换器可认为是有个方波电压源和个占空比可变的矩形波电源通过变压器耦合输出。根据上述对变压器的分析,根据变压器的模型,可绘制三全桥双向变换器以原边为参考的等效电路,如图所示。和为变换器原副边的电流,和为变压器折算到原边的绕组电压。由于变换器是以变压器的漏感作为低压侧和高压侧能量传递元件......”。
4、“.....可以用变压器漏感来代替变压器。图三全桥双向变换器以原边为参考的等效电路三全桥变换器能量流动和控制方式图中给出了变换器三个端口能量的流动图,图中双向箭头表示三个端口能量可正反向流动。根据移向角的大小和正负可改变能量传送的大小和方向,所以根据能量传送的方向,可得由能量守恒可得通过的控制来调整各个开关管的通断顺序,也能实现多个输入电源单独或同时向负载供电。三全桥双向变换器端口负载侧端口超级电容端口蓄电池图三端口变换器能量流动图下标箭头方向代表能量流动方向根据电动汽车汽车牵引系统的工作模式,可将变换器的工作分为正向模式和反向模式。正向模式时,即蓄电池和超级电容共同向负载供电,同时蓄电池向超级电容充电。反向模式时,即负载侧反馈能量给蓄电池和超级电容供电,同时蓄电池向超级电容充电。在三端口变换器的工作过程中,根据蓄电池和超级电容的工作特性......”。
5、“.....正向模式下同时向负载供电,反向模式时负载给两者充电。图中为蓄电池和超级电容器通过隔离变压器耦合输出的等效电路图,三个端口能量传递大小由电压源和各端口之间的移向角决定。分析中忽略励磁电流,认为蓄电池电压趋于稳定不变,由于超级电容电压的变换范围较大,故在超级电容侧采用占空比控制。即根据超级电容器端电压的变化,使其所连接的全桥拓扑单元开关管上的栅极驱动信号改变,从而在相应的变压器绕组上生成有占空比控制的矩形电压,取代了原来的方波电压。蓄电池侧和负载电源侧的占空比在图中变压器的变比定义为其中为超级电容的最低电压,和分别为蓄电池和输出负载侧的电压。超级电容侧占空比定义为为超级电容侧电压,当超级电容侧电压最小的时候占空比,随着电压的上升,占空比逐渐减少。为了表述方便,将超级电容侧和负载侧电压均折算到蓄电池侧......”。
6、“.....通过高频耦合变压器给燃料电池电动汽车提供驱动功率。当燃料电池电动汽车启动和加速时,变换器工作在升压模式,蓄电池和超级电容起向牵引电机供电。而在刹车和制动阶段,变换器工作在降压模式,制动能量回馈给蓄电池和超级电容。电压调节器电流调节器电流分配环节电流调节器图变换器控制系统整体框图因此,在电动汽车的工作模式中,都要进行电压控制,以使得高压侧直流母线电压在外部扰动的情况下保持稳定。同时,为了防止蓄电池和超级电容过充和过放电,对蓄电池和超级电容的充放电进行管理,实现过流保护,因此需要进行电流控制。三全桥变换器在输入端串联有直流电感,使得输入电流连续,易实现电流控制。该变换器的控制系统,采用平均电流控制方式,即电压外环控制输出直流母线电压,电流内环控制来自两个输入端的电感电流,系统的电压电流双闭环控制框图如图所示。为了讨论方便......”。
7、“.....变换器电流内环解耦设计在三全桥双向变换器中,电感电流与移向角之间的增益矩阵不是对角阵,即移向角均影响,而也均受到的影响。很明显,在变换器系统的两个电流环之间存在着相互干扰,可通过引入特殊的补偿网络来消除这种相互干扰,即解耦网络。解耦网络的作用是将个多变量的控制系统分解为个独立控制的单环系统。即使输入输出相互关联的多变量系统实现每个输入仅控制相应的个输出,每个输出也仅受相应的个输入控制,即实现对的控制,解除输信号,再与输出滤波电感电流反馈信号比较而得的电流误差信号,经过电流控制器形成控制量对逆变器实施控制。系统仿真与分析本文利用环境对如图所示系统进行仿真。图仿真系统简化单线图如图所示,异步风力发电系统连接在配电网的末端,风电机组按有功出力的进行电容补偿,选择串并联型超级电容器储能系统的安装点在风力发电系统的出口处。异步风力发电系统参数额定容量......”。
8、“.....超级电容器储能装置参数直流电压额定功率假设风速按图所示,取仿真时间段的平均值作为风速预测值,确定超级电容器储能系统参考值。仿真结果为图和图用于仿真的风速信号图超级电容风电出力图公共连接点电压波形其中图为风电机有功功率输出和经超级电容器平和后的功率输出的对比图,图为风电机组连接点的电压波形。由图,图可知,储能系统具有快速的功率吞吐能力和灵活调节能力,不仅抑制风电机组产生电压波动,还有效降低和缩短了有功功率震荡的幅值和时间,使风电机组输出平滑。储能系统稳定性的提高设时刻传输线出现三相短路接地故障,时刻将故障线路切除。连接点电压波形和异步发电机转子转速变化图如和所示。图连接点电压波形图发电机转子转速图中,虚线是没有采用超级电容器储能系统进行补偿的电压波形,实线是采用超级电容器储能系统补偿的电压波形。图中......”。
9、“.....实线是采用超级电容器储能系统补偿的发电机的转子转速的波形。由图和可知。仿真结果表明,当系统发生大扰动后,系统电压发生了电压暂降,对于没有装有超级电容器储能系统的电网,发生故障后发电机的机端电压不能恢复到正常的水平,有功功率无法送出,造成电池转矩和机械转矩不平衡,储能系统在串联补偿后的负荷电压可以快速恢复到正常水平,发电机转子振幅减小值到进入新的稳定运行状态。仿真结果表明实现了预期的电压控制。本章小结目前,储能装置大多采用并联方式接入电网,这种接入方式主要是考虑对风电场有功功率的调节,对电压持续下降情况下的无功调节能力不足,而串联补偿方式具有良好的电压调节能力。本章提出将串并联型超级电容器储能系统应用于基于异步发电机的风力发电系统,以平抑风力发电机组的有功功率输出改善风力发电机组运行稳定性......”。
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