基于超級(jí)電容的礦用負(fù)載儲(chǔ)能系統(tǒng)研究.pdf

1、由于能源危機(jī)問題和礦井事故不斷凸顯，礦用負(fù)載儲(chǔ)能系統(tǒng)研制已成為可有效解決我國煤炭行業(yè)節(jié)能減排的重要措施之一。早期礦用裝置都是采用電阻耗能制動(dòng)方式，直流母線波動(dòng)嚴(yán)重，穩(wěn)壓效果差，且由于熱能的耗散，也使井下巷道內(nèi)溫度上升，為安全生產(chǎn)埋下隱患。為此，實(shí)現(xiàn)礦用負(fù)載再生能量有效吸收并穩(wěn)定直流電壓已成為這一應(yīng)用領(lǐng)域急待解決的重要議題。本文以礦用提升系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過控制實(shí)現(xiàn)直流母線電壓穩(wěn)定，并合理安排運(yùn)行方式，最大限度實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容陣列優(yōu)化設(shè)計(jì)。<

2、br>　　 首先，就礦用領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了相關(guān)說明，提出了超級(jí)電容應(yīng)用于礦用提升機(jī)的整體框架結(jié)構(gòu)，并就該系統(tǒng)中超級(jí)電容充放電方式、超級(jí)電容均壓、容量約束條件等細(xì)節(jié)進(jìn)行了討論;分析了該系統(tǒng)需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象的特點(diǎn);明確了監(jiān)測(cè)對(duì)象下的故障報(bào)警及保護(hù)實(shí)現(xiàn);
　　 其次，從儲(chǔ)能系統(tǒng)自身特點(diǎn)出發(fā)引入了雙向DC/DC變換器，對(duì)其關(guān)鍵器件的選型進(jìn)行了分析計(jì)算;建立了單端穩(wěn)壓型buck和boost兩種工作模式下的統(tǒng)一小信號(hào)模型，就雙向功率流控制

3、策略進(jìn)行了分析;繪制了開、閉環(huán)傳遞函數(shù)bode圖，并設(shè)計(jì)了PI調(diào)節(jié)器參數(shù);
　　 第三，對(duì)礦用負(fù)載工況再生數(shù)據(jù)進(jìn)行了提取;通過引入模糊S型隸屬函數(shù)，解釋了能量在超級(jí)電容、電網(wǎng)和斬波電阻間的分配關(guān)系;對(duì)單體式和共用式兩種不同應(yīng)用場(chǎng)合下儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了建模仿真;就多機(jī)不同運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了時(shí)間節(jié)點(diǎn)下的超級(jí)電容陣列容量最優(yōu)化配置;
　　 最后，本文以雙向DC/DC變換器為核心對(duì)儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟硬件關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，以雙向DC