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两级式光伏储能并离网控制技术研究

两级式光伏储能并离网控制技术研究

作者：谢缔西南交通大学

学位级别：硕士

能源的短缺和环境污染日益严重,新能源的开发及利用逐渐成为各国研究的热点,特别是在分布式发电领域。目前,分布式发电对电力系统会产生冲击和负面影响,为了协调分布式光伏发电系统对电网带来的利弊,微电网系统成为各国研究热点。微电... 详细信息

能源的短缺和环境污染日益严重,新能源的开发及利用逐渐成为各国研究的热点,特别是在分布式发电领域。目前,分布式发电对电力系统会产生冲击和负面影响,为了协调分布式光伏发电系统对电网带来的利弊,微电网系统成为各国研究热点。微电网系统不仅能给用户带来经济效益,还能提高电力系统运行的可靠性及灵活性。为了适应国内和国际光伏发电市场的需求,以两级式光伏储能并离网控制技术作为研究对象,分析设计作为电力电子变换装置的并离网逆变器,从系统拓扑结构、模型分析、控制策略、切换策略等方面,详细阐述了两级式光伏储能并离网的相关技术。首先结合实际的微电网电源接口功能和技术需要,选择合适的逆变器拓扑结构,阐述并离网逆变器的工作原理,根据系统运行环境及功能,设计工作状态。并分析微网系统研究重点,结合常用孤岛检测方法,设计适合并离网逆变器的周期性扰动AFD孤岛检测方法,研究适合的并网和离网模式切换策略。其次将系统结构分为前级直流变换器和后级逆变器,并分别研究其控制方案。先建立Buck变换器小信号模型,验证应用于前级直流降压的可行性,并设计控制方案,解决Buck三电平变换器分压电容均压问题;将前级应用于光伏系统中,设计MPPT控制策略,在完善前级控制策略的基础上,完成仿真验证。后级逆变器分析过程与前级类似,根据模型研究分析工作原理,设计输出滤波器,分别完善并网和离网模式控制策略,当并网模式作为电流源工作时,采用电流内环加母线电压环的控制策略,母线电压环输出电流给定值控制并网馈电或整流充电,当离网模式作为电压源工作时,采用输出瞬时电压外环加电流内环的控制策略,实现给负载稳定供电,结合模式切换策略,实现仿真验证。最后根据上述理论研究,设计可以应用于微网系统的并离网逆变器;详述系统设计性能指标,结合2KW逆变器硬件平台,设计软件控制系统,并完善系统前后级保护功能,保证平台的安全性,对前面设计的控制策略进行实验验证,并就重点实验波形详细分析,得出结论。完成上述任务后,总结工作过程及结果,针对课题存在的问题和完成的情况,对今后研究工作进行展望。

关键词：微电网光伏发电储能两级式二电平直流变换器并离网逆变器最大功率扫描孤岛检测平滑切换

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一种开关管复用的电感型串联锂电池均衡电路

电机与控制学报 2023年第1期27卷 46-54页

作者：康龙云万蕾谢缔徐鹏华南理工大学电力学院广东广州510640 广东恒翼能科技有限公司广东东莞518109

现有电感型电池均衡电路存在控制复杂、二极管导通损耗大的问题,提出一种开关管复用的电感型串联锂电池组均衡电路,均衡电路中分别只有一个电池选通开关与每个电池端口相连。研究均衡回路中二极管数目对均衡速度和均衡效率的影响,对均... 详细信息

现有电感型电池均衡电路存在控制复杂、二极管导通损耗大的问题,提出一种开关管复用的电感型串联锂电池组均衡电路,均衡电路中分别只有一个电池选通开关与每个电池端口相连。研究均衡回路中二极管数目对均衡速度和均衡效率的影响,对均衡过程进行建模分析,得出每个模态回路中最佳的二极管数目。根据理论分析结论和电路拓扑特征,均衡电路采取奇偶交错均衡策略和开关管复用为二极管的开关导通策略,使用较少的开关实现能量在任意两节编号奇偶不同的单体电池间传输的同时,减少均衡回路中的二极管数目,提高了均衡速度和均衡效率。最后搭建四节电池的均衡实验平台,并就开关导通方式的不同进行两组实验,结果表明所提电池组均衡电路和开关导通策略可有效地实现对串联锂电池组的均衡,且提升了均衡速度和效率。

关键词：电池组电池均衡技术主动均衡电路电感开关管复用均衡策略

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一种均衡阈值可调的双模式电池均衡电路

电机与控制学报 2023年第10期27卷 96-107页

作者：徐鹏康龙云万蕾谢缔华南理工大学电力学院广东广州510640 广东恒翼能科技有限公司广东东莞518109

均衡电路对于提高串联电池组内部一致性、容量利用率和寿命具有重要意义。针对现有单模式均衡电路的局限性,提出了一种基于准谐振开关电容和互补三谐振LC变换器的双模式电池均衡电路,可以根据电压分布情况在任意电池至任意电池间传输模... 详细信息

均衡电路对于提高串联电池组内部一致性、容量利用率和寿命具有重要意义。针对现有单模式均衡电路的局限性,提出了一种基于准谐振开关电容和互补三谐振LC变换器的双模式电池均衡电路,可以根据电压分布情况在任意电池至任意电池间传输模式和直接电池至电池间传输模式之间切换,且两种模式均实现了零电流开关,减少了电路损耗。为了获得最优的均衡速度,提出一种具有双阈值的均衡电路控制策略,通过对均衡阈值的调整可以获得最佳的均衡速度。分析了两种均衡模式的运行状态、均衡功率和均衡效率,并搭建了4节电池的实验样机,在不同均衡阈值下进行了均衡实验,实验结果说明均衡阈值的调整使得双模式均衡电路获得了最佳的均衡速度,实验验证了该双模式电池均衡电路的有效性。

关键词：电池均衡电路双模式零电流开关均衡阈值控制策略均衡速度

氧化石墨烯/氧化锌基复合材料的制备及光催化性能研究

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氧化石墨烯/氧化锌基复合材料的制备及光催化性能研究

作者：谢小缔长沙理工大学

学位级别：硕士

ZnO的带隙与Ti02相似,且成本低,无毒,是具有很好工业前景的半导体催化剂。然而,ZnO能带宽、光生电子-空穴对(e--h+)易复合,制约其实际应用。石墨烯是由单碳原子紧密堆积而成的二维单层或几层的纳米材料,其独特而优异的导电性能和巨大的... 详细信息

ZnO的带隙与Ti02相似,且成本低,无毒,是具有很好工业前景的半导体催化剂。然而,ZnO能带宽、光生电子-空穴对(e--h+)易复合,制约其实际应用。石墨烯是由单碳原子紧密堆积而成的二维单层或几层的纳米材料,其独特而优异的导电性能和巨大的比表面积,能阻止纳米催化的团聚、增加催化材料的比表面积,以及降低光生载流子的复合,提高纳米催化剂的催化效率。针对氧化石墨烯(GO)/ZnO催化剂复合过程中存在的问题,提高氧化石墨烯(GO)/ZnO复合材料的光催化性能,本论文提出了3种方案：(1)使用Na3C6H5O7为纳米颗粒控制剂,控制负载在石墨烯上的ZnO纳米颗粒大小,通过增加ZnO纳米颗粒的表面积达到提高性能的目的;(2)在能带结构工程的基础上,通过镁掺杂改变ZnO的能带结构,拓宽ZnO的光谱响应范围,提高GO/ZnO复合体的光催化活性：(3)利用窄带隙半导体Bi2O3的优异性能,构建Bi2O3-ZnO异质结提高载流子的分离率和拓宽光谱响应范围,获得高效GO/ZnO基可见光催化材料。主要研究结果如下：(1)以GO和Zn(CH3COO)2为原料,Na3C6H5O7为表面活性剂,通过共沉淀法制备GO/ZnO复合材料,使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法表征GO/ZnO复合材料的结构及形貌,并分析其光催化活性。实验结果表明,GO能均匀负载ZnO纳米颗粒,且能控制ZnO纳米颗粒的大小。Na3C6H5O7用量对ZnO纳米颗粒的大小有较大影响,当Na3C6H5O7含量为0.72 mmol时,GO负载的ZnO颗粒大小约为5 nm。光催化实验表明,石墨烯片上ZnO纳米颗粒大小和GO含量对GO/ZnO复合材料的光催化性能有较大影响。当ZnO颗粒大小为5nm,GO在复合材料中含量为0.51%时,获得样品催化性能最好,在紫外光下,复合材料120 min内能完全降解溶液中的甲基橙。(2)以GO、Zn(CH3COO)2和Mg(CH3COO)2为原料,C2H5OH为溶剂,C2H2O4为沉淀剂,使用共沉淀法制备了镁掺杂氧化锌／氧化石墨烯(GO/MgxZn1-xO)复合材料,利用XRD、X射线光电子能谱(XPS)、SEM和TEM等表征GO/MgxZn1-xO复合材料的结构及形貌,并分析了光催化性能。实验结果显示,GO能负载MgxZn1-xO纳米颗粒,镁掺杂改变了ZnO的能带,将ZnO的能带带隙从3.26 eV扩宽到3.44 eV。光催化结果得出,Mg掺杂能够提高ZnO的催化效率,但是Mg含量变化对GO/MgxZn1-xO的催化活性影响不大,当GO含量为1.86%,温度为600℃时,获得的复合材料光催化性能最好,在60 min内能将甲基橙染料完全降解。(3)以Bi(NO3)3为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,采用水热法制备GO/ZnO-Bi2O3异质结(GO/ZnO-Bi2O3)复合催化剂,利用XRD、SEM和TEM等检测了GO/ZnO-Bi2O3异质结复合催化剂的结构及形貌,并分析其光催化性能。实验结果显示,ZnO和Bi203形成异质结结构,并以GO为基体形成纳米片层状结构。光谱实验表明,复合Bi203能使GO/ZnO复合粉体的吸收边带红移,向可见光区移动。光催化实验得出,当Bi203质量分数为45.9%,GO质量分数为5.4%,pH值为5,温度为110℃反应6 h时,获得的样品具有最强的吸附性能和光催化降解能力。30 min能吸附罗丹明B溶液74.62%,紫外光下,GO/ZnO-Bi2O3在30 min内能将罗丹明B完全降解;可见光下,GO/ZnO-Bi2O3在100min内能降解90%罗丹明B溶液。

关键词：氧化石墨烯掺杂氧化锌纳米片异质结光催化性能

热处理及蔗糖添加量对香豆乳褐变程度的影响研究

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食品工业科技 2014年第8期35卷 249-254页

作者：陈红丽李新华刘婷婷谢甫缔沈阳农业大学食品学院辽宁沈阳110866 沈阳农业大学农学院辽宁沈阳110866

以香豆为原料制备香豆乳,研究热处理及蔗糖添加量对香豆乳褐变程度的影响,通过响应面方法对其条件进行优化,采用单因素实验对影响香豆乳褐变程度较大的三个因素(煮浆温度、煮浆时间、蔗糖添加量)进行考察,以褐变指数和感官评分为指标,... 详细信息

以香豆为原料制备香豆乳,研究热处理及蔗糖添加量对香豆乳褐变程度的影响,通过响应面方法对其条件进行优化,采用单因素实验对影响香豆乳褐变程度较大的三个因素(煮浆温度、煮浆时间、蔗糖添加量)进行考察,以褐变指数和感官评分为指标,实验条件选取三因素三水平。通过回归方差分析,响应曲面分析及模型优化,确定最佳条件为:煮浆温度90℃,煮浆时间4min,蔗糖添加量10%,验证实验香豆乳褐变指数为0.07502,感官评分为94,与响应面预测结果非常接近,因此响应面法对热处理条件和蔗糖添加量的优化是可靠高效的,对提高香豆乳感官品质具有实际应用价值。

关键词：香豆乳热处理蔗糖添加量响应面分析法感官品质

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香豆与大豆营养组成及豆乳风味成分的比较

食品与发酵工业 2014年第2期40卷 196-201页

作者：陈红丽李新华刘婷婷谢甫缔沈阳农业大学食品学院辽宁沈阳110866 沈阳农业大学农学院辽宁沈阳110866

通过国标方法测定香豆的主要营养成分,并与普通大豆进行比较分析。结果表明:香豆的蛋白质、脂肪含量较普通大豆低,碳水化合物含量较大豆高,氨基酸、钙、铁、磷含量也与大豆有所区别。在此基础上对以香豆为原料生产的豆乳风味进行研究,... 详细信息

通过国标方法测定香豆的主要营养成分,并与普通大豆进行比较分析。结果表明:香豆的蛋白质、脂肪含量较普通大豆低,碳水化合物含量较大豆高,氨基酸、钙、铁、磷含量也与大豆有所区别。在此基础上对以香豆为原料生产的豆乳风味进行研究,采用液液萃取的方法提取豆乳中的香味组分,以二氯甲烷作为萃取剂,结合GC-MS方法,分别测定香豆乳及大豆乳的香味成分,并进行比较。实验结果显示:GC-MS方法定性出的香味组分有醇类、酯类、醛类、酮类、酚类等,其组成和相对含量不同,检测得到大豆乳香味组分有34种,香豆乳有45种,香豆乳香味组分种类较普通大豆乳多,可制备出品质高,香味浓郁的特色豆乳。

关键词：香豆香豆乳营养成分香味组分气相色谱-质谱GC—MS

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扩大大型工具显微镜的测量范围

计量工作 1959年第12期 15-17页

作者：谢在缔大连通用机器厂

大型工具显微镜应用于测量角度、长度以及检验形状复杂的工件。在计量仪器供应感到不足的情况下,为了节约设备,同时又要解决生产中的某些技术测量问题,扩大仪器的测量

关键词：大型工具显微镜量块块规微分筒

基于Transformer的锂离子电池SOC估计方法

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电力电子技术 2023年第7期57卷 64-66页

作者：李杰康龙云岳睿谢缔华南理工大学电力学院广东广州510640 华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640

此处提出了基于Transformer的荷电状态(SOC)预测模型以提高对锂离子电池的SOC预测精度及效率。首先将易于测量的电压电流等数据作为编码器的输入,利用编码器端的多头注意力机制来提取深层特征,充分地利用输入数据的特征信息,同时将目标... 详细信息

此处提出了基于Transformer的荷电状态(SOC)预测模型以提高对锂离子电池的SOC预测精度及效率。首先将易于测量的电压电流等数据作为编码器的输入,利用编码器端的多头注意力机制来提取深层特征,充分地利用输入数据的特征信息,同时将目标SOC作为解码器端的输入,将编码器的输出输入至解码器端,最后输出时移后的SOC得到预测结果。为了防止标签泄露,在解码器端的输入采用了掩码机制,同时实现了卷积神经网络提取特征和循环神经网络利用数据变化的时序性。利用锂电池的工况放电实验数据进行训练,以均方误差(MSE)作为评价标准。实验结果表明,所提出的基于Transformer模型具有较高的预测精度。

关键词：锂离子电池均方误差荷电状态

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基于Buck三电平变换器的光伏储能系统

电力电子技术 2015年第7期49卷 17-20页

作者：谢缔许建平王美力于玮西南交通大学电气工程学院四川成都610031 广东易事特电源股份有限公司广东东莞523808

提出了一种基于Buck三电平变换器的光伏储能系统及最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,分析了Buck三电平变换器工作原理,建立了数学模型并进行小信号模型分析,证明了控制策略的可行性。为确保两只分压电容电压均衡,讨论了其分压电容均压问题... 详细信息

提出了一种基于Buck三电平变换器的光伏储能系统及最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,分析了Buck三电平变换器工作原理,建立了数学模型并进行小信号模型分析,证明了控制策略的可行性。为确保两只分压电容电压均衡,讨论了其分压电容均压问题并设计了控制环路,最后进行了实验验证。

关键词：变换器光伏储能系统最大功率点跟踪