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解決方案

混合儲(chǔ)能小比例臺(tái)架設(shè)想

發(fā)布時(shí)間:2017-12-01
原理闡述:
(1)模擬船舶電力推進(jìn)系統(tǒng),48V鐵鋰電池和48V超級(jí)電容為儲(chǔ)能器件,可調(diào)程控電源模擬柴油發(fā)電機(jī)組。超級(jí)電容和鐵鋰電池分別通過(guò)雙向半橋連接到48V直流母線構(gòu)成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。
(2)K1閉合可由市電經(jīng)AC/DC整流器給48V直流母線供電,進(jìn)而通過(guò)DC/DC給鐵鋰電池和超級(jí)電容充電。K2閉合可由程控直流電源供電,K1、K2可手動(dòng),不用程序控制。如模擬純電動(dòng)方式供電,K1,K2斷開。
(3)控制方式有四種狀態(tài):
A、 充電模式
K1閉合,市電經(jīng)整流器給48V直流母線供電,進(jìn)而通過(guò)1#DC/DC和2#DC/DC給鐵鋰電池和超級(jí)電容充電。
B、 可調(diào)程控電源單獨(dú)供電模式
K1斷開,K2閉合,1#DC/DC和2#DC/DC均不工作,可調(diào)程控電源單獨(dú)供電。該模式模擬柴油發(fā)電機(jī)組供電。
電網(wǎng)總電流小于54A,(約2.7kW),可由可調(diào)程控電源單獨(dú)供電,模擬柴油發(fā)電機(jī)組單獨(dú)供電模式。(可調(diào)程控電源在3kW以下,工作在恒壓模式,當(dāng)總負(fù)載大于3kW,可調(diào)程控電源工作在恒流模式。)
C、混合供電模式1,K1斷開,K2斷開,1#DC/DC和2#DC/DC投入
超級(jí)電容、鐵鋰電池一起供電。承擔(dān)電機(jī)電流和電阻箱電流。
D、混合供電模式2,K1斷開,K2閉合,1#DC/DC和2#DC/DC投入
電網(wǎng)總電流大于等于54A,(約2.7kW),超級(jí)電容、鐵鋰電池、可調(diào)程控電源一起供電。承擔(dān)電機(jī)電流和電阻箱電流。

C和D兩種模式下,控制器采集超級(jí)電容端電壓和母線電流信號(hào),根據(jù)負(fù)載功率高頻分量檢測(cè)環(huán)節(jié)的高頻功率信號(hào),得出超級(jí)電容實(shí)時(shí)充放電電流值的大小,實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容充放電功率的控制,提供或吸收突變功率的高頻部分。鐵鋰電池承擔(dān)負(fù)載功率的低頻部分。這樣可以極大消減負(fù)載突變?cè)斐傻膶?duì)蓄電池的沖擊,降低對(duì)蓄電池功率密度的要求,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。同時(shí)蓄電池還可以更好地穩(wěn)定直流母線電壓,其充放電電流變化速率也得以降低,蓄電池工況可以得到很好改善,延長(zhǎng)壽命。

基本測(cè)量要求
1、 電力測(cè)功機(jī)能動(dòng)態(tài)施加扭矩負(fù)載
2、 能連續(xù)運(yùn)行并記錄數(shù)據(jù)至少30分鐘
3、 精度要求每秒10次
4、 采集參數(shù)至少包括電機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速、電流、功率、鐵鋰電池支路電流及電壓,超級(jí)電容支路電流及電壓、程控直流電源支路電流及電壓、直流母線電壓。
另:負(fù)載轉(zhuǎn)矩需要有兩種施加方式
1)、利用測(cè)功機(jī)廠商提供的編輯界面,按時(shí)間修改電機(jī)的負(fù)載扭矩值。
2)、船槳Matlab/Simulink模型,通過(guò)Matlab的實(shí)時(shí)工具包,轉(zhuǎn)成C代碼,以轉(zhuǎn)速為輸入信號(hào),以扭矩為輸出信號(hào)。根據(jù)采集到的轉(zhuǎn)速信號(hào),以轉(zhuǎn)速為模型輸入,模型輸出為轉(zhuǎn)矩信號(hào),采用485通訊,發(fā)扭矩信號(hào)給測(cè)功機(jī)。


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