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太阳能学报 2020年第8期41卷 30-35页

作者：叶寅王坤林张亚群黄圳鑫中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

对波浪能液压蓄能系统进行研究,分别建立蓄能系统充油和放油过程的数学模型,进行数值模拟计算,得到整个蓄能过程中压力流量以及功率对时间的变化曲线,并与实海况波浪能装置试验数据进行对比,验证所得到的数值模拟结果的准确性。

关键词：波浪能能量转换系统蓄能系统等温过程绝热过程

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鸭式波浪能装置能量转换系统力学模型优化

太阳能学报 2020年第10期41卷 15-19页

作者：叶寅游亚戈王文胜盛松伟中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

提出一种转换机构用于能量转换系统中,该转换机构主要由轨道、滚轮和液压缸组成。在波浪驱动下,鸭体绕轴旋转,位于鸭体内部的轨道下压液压缸,使鸭体的旋转运动转换为液压缸的直线运动,从而将旋转机械能转换为液压能。建立能量转换机构... 详细信息

提出一种转换机构用于能量转换系统中,该转换机构主要由轨道、滚轮和液压缸组成。在波浪驱动下,鸭体绕轴旋转,位于鸭体内部的轨道下压液压缸,使鸭体的旋转运动转换为液压缸的直线运动,从而将旋转机械能转换为液压能。建立能量转换机构的力学模型,并对该力学模型进行优化计算,得到转换机构,即轨道的形状曲线。

关键词：波浪能装置能量转换系统转换效率最优负载直线运动轨道形状

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波浪能装置液压自动分级控制系统研究

太阳能学报 2019年第6期40卷 1481-1486页

作者：叶寅游亚戈王振鹏盛松伟王坤林中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

为解决波浪能装置如何根据波况自动加减液压负载问题,该文研究自动分级控制系统。该自动分级控制系统包括测量机构和执行机构,描述了自动分级控制系统的工作原理,并以实例来详细说明该自动分级控制系统的关键参数确定以及应用过程中需... 详细信息

为解决波浪能装置如何根据波况自动加减液压负载问题,该文研究自动分级控制系统。该自动分级控制系统包括测量机构和执行机构,描述了自动分级控制系统的工作原理,并以实例来详细说明该自动分级控制系统的关键参数确定以及应用过程中需要注意的问题。目前,该自动分级控制系统已成功应用在鹰式波浪能装置上,并取得良好控制效果。

关键词：波浪能能量转换系统转换效率分级控制流量调节

与海上浮动小型铅冷快堆匹配的多用途高效能量转换系统设计与分析

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与海上浮动小型铅冷快堆匹配的多用途高效能量转换系统设计与分析

作者：滕一非华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

海洋浮动平台小型铅冷快堆要求与之匹配的能量转换系统具有能量转换效率高、安全可靠、体积小、重量轻等特性,现有的能量转换技术方案很多,例如有机朗肯循环、蒸汽朗肯循环、布雷顿循环、斯特林循环等。其中布雷顿循环具有能量转换效率... 详细信息

海洋浮动平台小型铅冷快堆要求与之匹配的能量转换系统具有能量转换效率高、安全可靠、体积小、重量轻等特性,现有的能量转换技术方案很多,例如有机朗肯循环、蒸汽朗肯循环、布雷顿循环、斯特林循环等。其中布雷顿循环具有能量转换效率高、可靠性高、系统布置紧凑等优点,可满足海洋浮动平台小型铅冷快堆的需求。但是为了更好的匹配能量转换系统的设计要求,为其选择合适的系统方案,有必要探究布雷顿循环的工作介质、系统布置、关键参数等对循环特性的影响,开展系统设计工作。在国内外的布雷顿循环研究中,对不同温度范围下各种工质在布雷顿循环中的特性缺乏全面清晰的探究,在循环参数设计的相关研究中参数范围未涵盖本工作中的温度和压力,导致目前开展具体的能量转换系统方案设计研究时仍然存在着困难。因此有必要在本文系统参数(15-560℃、2.67-20MPa)下,对二氧化碳、氦气、空气和氮气等工质在循环中的特性和循环关键参数对循环效率的影响开展研究,获得各个工质的循环表现,选择合适的系统方案。针对能量转换系统耦合其他用途的研究也较少,因此本文开展海水淡化系统与能量转换系统的耦合研究也将是能量转换系统多用途特性研究的重要方向。本文采用THERMOFLOW软件对能量转换系统进行建模、设计计算等模拟研究。在系统布置与工质选择方面,系统采用闭式布雷顿循环,在对适用于布雷顿循环的多种工质进行定量计算和对比分析后,计算表明:在15-560℃的温度范围和2.67-20MPa的压力条件下,使用CO2工质的系统效率均优于空气工质和氮气工质,其中最高效率可以达到39.36%。氦气在高效能量转换系统中效率最低,在大部分条件下系统效率均低于30%。在系统设计方面,在系统设定的参数中对系统最高温度、压缩机压比、分流比、系统最高压力、压缩机入口温度等影响系统效率的关键参数进行研究,选择最优的参数方案。在系统多用途特性方面,将海水淡化系统与能量转换系统进行耦合计算,在获得淡水的同时提高系统综合效率。本文最终提出一种高效能量转换系统设计方案:采用S-CO2布雷顿再压缩循环,系统热功率50MW,系统最高温度560℃,系统最高压力20MPa,主压缩机压比2.73,再压缩机压比2.714,分流比0.69,主压缩机入口温度30.2℃,系统效率 42.988%,淡水产量 254.016 t/d。

关键词：布雷顿循环铅冷快堆能量转换系统工质比较超临界二氧化碳系统设计

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单级T型三电平大容量储能转换系统设计

电气传动 2020年第6期50卷 103-108页

作者：于彪王德强山东管理学院智能工程学院山东济南250357 山东泰开电力电子有限公司研发部山东泰安271000

储能系统能够有效解决新能源发电波动性大、稳定性差的问题,同时也能够提高用户的电能利用率,降低生产运营成本。在储能系统中,其能量转换系统(PCS)承担着电力变换的重要任务,是储能系统的核心部件。单级式T型三电平的拓扑结构主电路简... 详细信息

储能系统能够有效解决新能源发电波动性大、稳定性差的问题,同时也能够提高用户的电能利用率,降低生产运营成本。在储能系统中,其能量转换系统(PCS)承担着电力变换的重要任务,是储能系统的核心部件。单级式T型三电平的拓扑结构主电路简洁,摒弃了传统的升降压DC/DC电路,能够实现双向DC/AC变流,以及恒流、恒压、恒功率等多种运行模式下的充放电功能,通过提升直流侧电池的电压将单台PCS的容量提升至高达630kW。控制系统基于DSP开发,引入了RTOS操作系统,使系统的可移植性和拓展性大大增强。通过仿真和实测,单级式T型三电平大容量PCS电压利用率高、滤波器容量小、谐波含量低,功率器件的电气应力满足系统要求,具有较高的实用价值。

关键词： T型三电平储能能量转换系统逆变器

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MW级电池储能系统在电网中的应用

电源技术 2019年第6期43卷 1077-1079页

作者：郭杭江子烨国网新源张家口风光储示范电站有限公司河北张家口075000 天津力神电池股份有限公司天津300380

近年来,随着新能源产业的高速发展,电池储能技术得到政府及各科研单位的重视,形成大规模集成与分布式应用并存、多目标协同应用的特征和趋势。介绍了电池储能技术的工作原理和特点、电池储能系统的组成及其在电网中的应用,综述了近十年... 详细信息

近年来,随着新能源产业的高速发展,电池储能技术得到政府及各科研单位的重视,形成大规模集成与分布式应用并存、多目标协同应用的特征和趋势。介绍了电池储能技术的工作原理和特点、电池储能系统的组成及其在电网中的应用,综述了近十年来典型的国内外MW 级电池储能项目,并对电网中MW 级电池储能系统的应用前景进行了分析与展望。

关键词：电池储能电池管理系统能量转换系统智能电网

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可放大振动频率的微型发电系统的研究

可放大振动频率的微型发电系统的研究

作者：刘成鹏山东大学

学位级别：硕士

分布式无线传感网络的出现和普及,改变了人们的生活习惯,方便了人们的出行、生活和消费等。传感网络中的节点数量快速增加,节点上的传感器也越来越多,目前节点传感器大多是用常规化学电池作为供能装置,因寿命有限,长时间供电会导致电池... 详细信息

分布式无线传感网络的出现和普及,改变了人们的生活习惯,方便了人们的出行、生活和消费等。传感网络中的节点数量快速增加,节点上的传感器也越来越多,目前节点传感器大多是用常规化学电池作为供能装置,因寿命有限,长时间供电会导致电池功率下降,在某些极端环境下化学电池可能会损坏,导致化学材料的泄露,对用电设备甚至是环境都会造成破坏。本文研究了一种能够在低频振动环境中采集能量的微型发电系统,工作频率范围大,能量转换效率高。微型发电系统由两个系统构成:一个是拾振系统,一个是能量转换系统。建立了拾振系统的模型,从简单到复杂依次分析了多种振动情况,作出幅频响应曲线,分析了激励源和阻尼比对响应振动的影响。用ANSYS软件对平面弹簧进行了建模仿真分析,对平面弹簧的弹性系数和固有频率的相关影响因素包括平面弹簧的长度、厚度和弹簧臂的宽度、质量体的质量等物理量进行了比较。同样用ANSYS软件对悬臂梁前三阶固有频率下的振型进行了分析,与用MATLAB软件仿真的悬臂梁对应阶振型做比较,结果基本吻合。在能量转换系统中,设计了三种永磁体结构,用Ansoft Maxwell对这三种永磁体结构的磁场进行了仿真,其中的垂直充磁方向的永磁体组合方式最为适合,它能将磁场重点分布在一侧。建立了能量转换系统的模型,当振动环境中受到激励源较大,平面弹簧产生较大的形变,会出现非线性振动情况,在非线性情况下的振动过程并非不利的。由于存在突跳过程,会加宽幅频响应曲线,在非线性振动情况下能拓宽工作频率范围,故在非线性振动情况下系统输出功率较大。本文提出的采用机械结构来实现频率放大的微型发电系统的工作原理不依赖于共振,只要外部环境振动的振幅足够大,能将悬臂梁从机械障碍臂中释放出来,实现振动频率的放大,将振动传递到下一级结构,完成振动能量的传递和转换。本文的研究工作丰富了微型发电系统各模块建模的理论基础和分析方法,为进一步研制微型发电系统提供了技术支持。

关键词：微型发电系统拾振系统单元非线性振动能量转换系统平面弹簧

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波浪能发电装置能量转换系统多级负载试验

可再生能源 2017年第2期35卷 311-316页

作者：盛松伟张亚群王坤林游亚戈中国科学院广州能源研究所可再生能源重点实验室广东广州510640

根据波浪的特点,设计了一种应用在波浪能转换装置上的多级负载系统。对安装该系统的鹰式波浪能转换装置,按照功能和能量转换两种分类方法介绍机构组成和工作原理,并对液压系统的多级负载系统的设计进行了描述,包括系统的元件、试验原理... 详细信息

根据波浪的特点,设计了一种应用在波浪能转换装置上的多级负载系统。对安装该系统的鹰式波浪能转换装置,按照功能和能量转换两种分类方法介绍机构组成和工作原理,并对液压系统的多级负载系统的设计进行了描述,包括系统的元件、试验原理及方法,最后通过试验对系统进行验证。试验结果表明,多级负载系统设计合理,能高效合理地利用及转换液压能。

关键词：波浪能发电装置能量转换系统多级负载效率

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微电网光储系统大功率变流器的研发与应用

电力电子技术 2016年第11期50卷 45-47页

作者：许傲然谷彩连胡田冷雪沈阳工程学院电力学院辽宁沈阳110136

为提高微电网供电可靠性,降低用电成本,光伏发电单元、大容量蓄电池和微电网间需能量交换控制灵活、高效节能的变流器作为核心控制单元。所设计微电网大功率变流器在光伏发电高效并网基础上实现了微电网中多组大容量蓄电池独立控制、微... 详细信息

为提高微电网供电可靠性,降低用电成本,光伏发电单元、大容量蓄电池和微电网间需能量交换控制灵活、高效节能的变流器作为核心控制单元。所设计微电网大功率变流器在光伏发电高效并网基础上实现了微电网中多组大容量蓄电池独立控制、微电网系统容量灵活配置及电池组灵活投切。实验结果表明充放电电流准确跟踪指令电流,并网效率超过95%,目前该变流器已成为100 kVA微电网光储系统的重要组成部分。

关键词：变流器电池储能系统能量转换系统下垂控制

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飞轮储能电池充放能控制系统的研究与优化

飞轮储能电池充放能控制系统的研究与优化

作者：胡长伟南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着社会经济的飞速发展与全球人口数量的不断扩增,人类对能源的消耗与需求越来越大,随之而来的是能源紧缺与环境污染问题的日益严峻。飞轮储能电池作为一种能够实现能源高效利用的储能装置,具有储能密度大、能量转换效率高、使用寿命... 详细信息

随着社会经济的飞速发展与全球人口数量的不断扩增,人类对能源的消耗与需求越来越大,随之而来的是能源紧缺与环境污染问题的日益严峻。飞轮储能电池作为一种能够实现能源高效利用的储能装置,具有储能密度大、能量转换效率高、使用寿命长和绿色环保无污染等特点,对能源与环境问题的改善具有非常大的工程应用价值。飞轮储能电池完成能量存储与释放过程的核心部件是能量转换系统,它能够在很大程度上影响飞轮储能电池的使用性能。本课题围绕飞轮储能电池能量转换系统的充放能过程展开研究,主要的研究内容如下:(1)分析了飞轮储能电池的结构组成与工作原理,完成了能量转换系统的硬件设计工作:选择永磁同步电机作为系统的集成电机;确定了电力电子转换装置的电路设计方案。(2)研究了飞轮储能电池充放能控制的方法:在充能控制系统中,采用矢量控制与空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术实现飞轮储能电池的快速充能控制,搭建了转速-电流双闭环反馈控制以提高系统的稳定性与快速响应性,设计了电压前馈补偿器以解决耦合电压对电机调速控制干扰的问题;在放能控制系统中,采用变占空比PWM信号控制的方法实现飞轮储能电池的恒压放能控制,搭建了电压-电流双闭环反馈控制来提高系统稳定性与抗干扰能力。(3)分析了传统PID控制器的工作原理及其在飞轮储能电池控制系统中应用的局限性,由此引出了BP神经网络在复杂非线性控制系统中应用的优越性,并提出了采用BP神经网络对飞轮储能电池充能控制系统进行优化的控制方案,对BP学习算法在实际应用中所存在的不足进行了改进,最后完成了改进型BP神经网络PID控制器的设计与控制算法验证。(4)利用MATLAB/Simulink仿真平台,搭建了飞轮储能电池能量转换控制系统的仿真模型,分别对飞轮储能电池的充能与放能过程进行仿真分析。仿真结果显示飞轮储能电池在充能过程中转子转速上升较快,达到目标值后转速保持稳定无波动;放能过程中飞轮储能电池的输出电压幅值恒定,且能够快速纠正因负载变化造成的输出电压变化。该结果证明了本文所设计的飞轮储能电池能量转换系统具有较好的充放能性能,控制系统的动态性能好、鲁棒性强。本文通过理论研究与仿真分析的方法对飞轮储能电池能量转换系统的硬件设计与充放能优化控制进行了研究,为飞轮储能电池系统的性能改善与智能化控制提供了有价值的参考。

关键词：飞轮储能电池能量转换系统永磁同步电机充放能控制 BP神经网络仿真分析