提出了一种高效可行的一次侧控制方法,用于混合型储能(hybrid energy storage system,HESS)与无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统,该方法能够使系统在混合储能单元不同充电状态下动态维持最大功率传输以及E类功率放大器(cla...提出了一种高效可行的一次侧控制方法,用于混合型储能(hybrid energy storage system,HESS)与无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统,该方法能够使系统在混合储能单元不同充电状态下动态维持最大功率传输以及E类功率放大器(class E power amplifier,Eop)的开关管处于软开关工作状态,确保混合型储能稳定高效地进行无线能量补充。系统拓扑由Eop、串联-串联(S-S)型WPT电路和HESS构成,基于对HESS不同充电模式下无线电能传输特性及Eop软开关特性的分析,提出了针对HESS无线充电的Eop最优频率追踪控制及Eop软开关占空比控制策略。该控制策略的优势是所有控制机构均位于发射侧,这样可有效减少接收侧储能单元的附加电路体积,提升系统的体积能量密度。最后,基于ZYNQ处理器搭建了实验样机,实验结果表明,该系统能够在混合储能不同充电状态及耦合条件下实现高效稳定的无线电能传输。展开更多
【目的】针对日尺度电网负荷周期性波动导致的源-荷失衡问题,研究压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)系统中喷射器的性能优化方法,以提升系统整体能效与运行调控能力。在CAES系统中,喷射器兼具调节空气参数与引射低压乏...【目的】针对日尺度电网负荷周期性波动导致的源-荷失衡问题,研究压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)系统中喷射器的性能优化方法,以提升系统整体能效与运行调控能力。在CAES系统中,喷射器兼具调节空气参数与引射低压乏气的双重功能,其工作性能对系统效率具有重要影响。【方法】以某在建10 MW级CAES示范系统为研究对象,结合响应面法与CFD软件数值模拟,分析喷射器在变压运行条件下的性能特性,确定其高效工作区间;进一步基于性能结果和释能变压力特性设计储气罐容积,并预测系统发电能力。【结果】喷射器的引射性能对工作气体压力与引射乏气压力变化敏感,在工作气体压力为10.00~11.75 MPa、引射乏气压力为5.6 MPa时,喷射器的引射性能表现最优。喷射器的出口背压对其内部的流场结构与CAES系统的运行工况影响显著。当背压为8.0 MPa时,喷射器在工作压力为12.00~10.00 MPa时高效运行,能量利用率最高达10.46%;配置2.2×10^(3) m^(3)储气罐的CAES系统在背压8.0 MPa条件下,能够以设计功率持续运行4.0 h,其能量转化率为16.67%,释能发电量累计达5.01×10^(4) kW·h,较无喷射器系统提升2.04%。【结论】通过明确喷射器高效运行区间并合理配置储气罐容积,可有效提高CAES系统发电效益,为工程实际中的系统优化与运行策略制定提供依据。展开更多
随着清洁能源规模的不断扩大,可平滑电能输出的混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)逐渐受到广泛关注。双有源桥可实现电气隔离和软开关,常应用于HESS中。为拓宽电压增益范围并降低储能装置侧电流纹波,文中提出一种基于电...随着清洁能源规模的不断扩大,可平滑电能输出的混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)逐渐受到广泛关注。双有源桥可实现电气隔离和软开关,常应用于HESS中。为拓宽电压增益范围并降低储能装置侧电流纹波,文中提出一种基于电流源型双向谐振变换器的HESS拓扑。首先,给出变换器的拓扑及等效电路,分析其开关模态和工作原理,推导出等效电路模型、电压增益表达式及低压侧电流纹波特性。在此基础上,提出一种解耦控制策略,通过调节各储能装置侧全桥的占空比独立控制超级电容和蓄电池的传输功率,并根据功率分配指令动态调整各端口功率占比。仿真结果表明,所提系统能实现各开关管的零电压开通(zero voltage switching,ZVS),在负载切换和功率指令变化时均表现出快速的动态响应和良好的稳定性。展开更多
文摘提出了一种高效可行的一次侧控制方法,用于混合型储能(hybrid energy storage system,HESS)与无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统,该方法能够使系统在混合储能单元不同充电状态下动态维持最大功率传输以及E类功率放大器(class E power amplifier,Eop)的开关管处于软开关工作状态,确保混合型储能稳定高效地进行无线能量补充。系统拓扑由Eop、串联-串联(S-S)型WPT电路和HESS构成,基于对HESS不同充电模式下无线电能传输特性及Eop软开关特性的分析,提出了针对HESS无线充电的Eop最优频率追踪控制及Eop软开关占空比控制策略。该控制策略的优势是所有控制机构均位于发射侧,这样可有效减少接收侧储能单元的附加电路体积,提升系统的体积能量密度。最后,基于ZYNQ处理器搭建了实验样机,实验结果表明,该系统能够在混合储能不同充电状态及耦合条件下实现高效稳定的无线电能传输。
文摘随着清洁能源规模的不断扩大,可平滑电能输出的混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)逐渐受到广泛关注。双有源桥可实现电气隔离和软开关,常应用于HESS中。为拓宽电压增益范围并降低储能装置侧电流纹波,文中提出一种基于电流源型双向谐振变换器的HESS拓扑。首先,给出变换器的拓扑及等效电路,分析其开关模态和工作原理,推导出等效电路模型、电压增益表达式及低压侧电流纹波特性。在此基础上,提出一种解耦控制策略,通过调节各储能装置侧全桥的占空比独立控制超级电容和蓄电池的传输功率,并根据功率分配指令动态调整各端口功率占比。仿真结果表明,所提系统能实现各开关管的零电压开通(zero voltage switching,ZVS),在负载切换和功率指令变化时均表现出快速的动态响应和良好的稳定性。
