【摘 要】
：
AC/DC电源在各领域中的应用日益广泛,特别是军事和医用领域,对其可靠性的要求也越来越高。统计数据表明,AC/DC电源中失效率最高的元器件是直流母线铝电解电容,其失效会导致变换器失稳,甚至造成系统崩溃。因此,对直流母线铝电解电容进行状态监测以确保AC/DC变换器安全可靠运行是非常有必要的。本文以Boost PFC变换器直流母线电容为研究对象,探索了基于谐波响应的电容参数在线检测方法,论文完成的主要
论文部分内容阅读
AC/DC电源在各领域中的应用日益广泛,特别是军事和医用领域,对其可靠性的要求也越来越高。统计数据表明,AC/DC电源中失效率最高的元器件是直流母线铝电解电容,其失效会导致变换器失稳,甚至造成系统崩溃。因此,对直流母线铝电解电容进行状态监测以确保AC/DC变换器安全可靠运行是非常有必要的。本文以Boost PFC变换器直流母线电容为研究对象,探索了基于谐波响应的电容参数在线检测方法,论文完成的主要内容包括:（1）提出无电容电流采样的直流母线电容参数C在线检测方法。现有的电容参数C的检测算法多基于电容伏安关系实现,部分算法须同时采样电容电压和电容电流。本文基于输入输出瞬时功率平衡和电容二次频率特性,直接导出参数C的计算模型,设计出无电容电流采样的电容C参数在线检测方案。所提检测方案分别应用于Boost PFC变换器和两级AC/DC/DC变换器中,其实验检测误差小于6%。（2）提出高次谐波电流注入的直流母线电容参数在线检测方法。电容的ESR更能体现电容的健康状态,本文利用电容的高次谐波频率特性可以同步检测电容参数C和ESR。但是高次谐波注入会带来电流跟踪控制问题,造成电流的过零畸变,影响检测精度。本文综合考虑高次谐波注入下的输入电流过零畸变对检测精度的量化影响,给出C和ESR的修正计算模型,改进检测精度。所提母线电容参数C和ESR检测方案在Boost PFC变换器进行实验验证,其检测误差小于10%。（3）提出局部谐波电流注入的直流母线电容参数在线检测方法,规避了（2）中全局注入法的电流过零畸变现象,简化了参数检测算法。应用瞬时功率平衡和离散傅里叶变换（DFT）思想,建立了三个关联频率点的电容模型,导出电容参数C和ESR的计算模型。所提方案在前述的实验平台进行实验验证,其检测误差小于7%。
其他文献
随着“双碳”战略目标的推进,预计我国2030年风电装机容量将达4亿千瓦。伴随着风电渗透率的提高,风电波动的不确定性对电网的稳定性和安全性造成了巨大威胁。结合能量型储能与功率型储能的优势,混合储能系统能够较好地应对复杂的风电波动,大大提高风电并网功率的平稳。然而,频繁平抑风电功率波动将加速储能元件的寿命衰减,影响储能系统的工作性能与经济效益。因此,在有效平滑风电波动的基础上,考虑储能寿命模型进行储能
以电池为主体的储能系统在新能源并网、电动汽车等应用场合提供不可或缺的作用。其中小型储能系统目前备受关注,具有广阔的发展空间。在电池为主体的储能系统中,关键的储能部件包括电池和母线电容极易老化失效,属于易损部件,其退化甚至会引起系统失稳。为提升小型储能系统的运行可靠性,本文在关键储能部件的寿命延缓策略和状态在线监测方法两方面开展较为深入的探究,完成的主要研究工作如下:面向包含电池与超级电容的小型混合
国家电网运营着全球电压等级最高、并网新能源规模最大的特大型电网,迫切需要数字化运维变革,这就对海缆的数字化运维提出了更高的要求,需要海缆在电热场计算当中保障准确性的同时,大幅提升现有的计算速度,以实现面向海缆的数字化运维系统。但目前现行的集中针对海缆电热场计算方法（包括有限元法和等效热阻法）都是对海缆电热场全阶计算模型进行计算,仅适用于传统的运维方法,同时现行海缆电热场计算方法并未将接地方式对电热
随着化石能源的日渐枯竭和环境问题的日趋恶劣,风力发电获得迅速发展。大规模风电接入导致电力系统的波动性、时变性和不可控性增加,系统供需失配风险显著上升,通过可靠性评估与跟踪指导可靠性提升措施、降低系统停电风险成为一项急迫的任务。不确定性因素的分析和建模,是含风电电力系统可靠性评估及后续工作的基础。不确定性可分为两大类,即:随机不确定性和认知不确定性。以往研究主要考虑随机不确定性,即不可消除的客观的不
负荷需求响应是调节电力系统负荷峰谷差的重要措施之一。空调在民用配电系统负荷中占比大,且具有明显的柔性负荷特征。利用空调系统对空气调节的大滞后特点,以及人体对一定温度范围的可容忍性,空调系统可以在不影响用户舒适度的前提下,不同程度参与需求响应。论文分别以广泛使用的分散式单体空调和中央空调系统为对象,研究环境温度、建筑围护结构、人员数量等对空调负荷的影响,实现对不同时空条件下空调负荷的预测,为需求响应
风力发电作为新能源发电的重要部分,是各国的能源发展重点。由于我国风力资源与负荷中心呈逆向分布,风火联合外送是保证风电送出系统稳定性和高效性的有效方式。然而,近年来工程事故和相关研究表明,风电接入传统电力系统后,系统振荡条件发生变化。现有振荡分析方法中,阻抗分析法因其拓展性较好,更适用于多源系统分析,但是目前针对汽轮发电机的阻抗建模研究存在不足,仅采用阻感电路对汽轮发电机进行等效可能会影响振荡分析结
大力发展新能源发电技术是加速全球能源结构转型的必然需求,随着电力系统中新能源发电设备渗透率的提升,高比例电力电子化正逐步成为新型电力系统的基本特征之一。与传统电力系统相比,电力电子化电力系统呈现出更复杂的振荡形态,涉及多区域、多类型电源和多时间尺度,且各装备间的耦合作用更加多样化,稳定性问题愈发严峻。对此,本文以含有虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG
电池系统是电动汽车至关重要的组件。电化学特性差异易引起串联电池之间SOC的不均衡,这会直接导致电池系统可用容量下降甚至引发安全事故,因此引入电池均衡系统十分必要。电池均衡技术可分为被动均衡和主动均衡,相较于被动均衡,主动均衡具有效率高、速度快等优点,更适应电动汽车快速充电等应用场景对均衡性能的要求,是当前研究的热点。然而,目前主要的主动均衡拓扑尚难以实现应用,主要在于硬件成本高、控制复杂、功能单一
低温等离子体固氮（Non-thermal Plasma Nitrogen Fixation,NTPNF）是近年来一种新型的绿色节能固氮技术,可在室温、大气压的条件下稳定持续地电离空气生成低温等离子体。其中,介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge,DBD）因放电均匀度高、电子能量高、装置易于规模化而在NTPNF领域备受关注。由于放电稳定温和,DBD十分契合分布式能源的
钢筋混凝土广泛应用于各类建筑设施和电力基础设施中,当其内部钢筋结构不合理或钢筋质量不达标时,钢筋混凝土的各项性能将大打折扣,造成巨大的安全隐患。本文以混凝土电杆为研究对象,针对目前混凝土内钢筋定位时无法确定钢筋偏转,且无法同时对钢筋直径和保护层厚度进行测量的现状,提出了一种基于磁化效应的混凝土内部钢筋状态无损检测方法,对钢筋定位、钢筋直径及保护层厚度两个参数测量分析展开了研究,对磁场测量传感器阵列