来源：能馈式牵引供电装置基于国家“十一五”最新科技成果（项目：“城市轨道交通能馈式牵引供电系统及传动系统研制”，编号：2007BAA12B07），并成功申报国家级星火计划项目。 简介：城市轨道交通能馈式牵引供电系统将城市供电网高压交流电转化成供城轨车辆的直流电，其核心产品双向变流器柜，可实现交直流能量双向传输：在列车牵引时向列车提供电能，列车制动时将多余再生制动能量反馈回交流电网，保持直流网压稳定。 亮点：与传统的二极管不控式牵引供电系统不同，新型牵引供电系统采用PWM整流器作为系统中基本的整流器单元，直流侧输出特性完全可控，通过闭环反馈控制可保证牵引接触网的直流牵引电压水平；交流侧可实现单位功率因数运行，同时谐波含量大大降低；在车辆制动过程中，该装置可自动将直流侧累积的过剩能量逆变为交流能量回馈到交流电网，节能效果显著。 产品：能馈式牵引供电系统由变压器、低压交流开关柜、双向变流器柜、直流接触器柜构成。 系统参数：名称参数额定功率2×1000kW （连续）峰值功率125%*额定功率 （一分钟）设备功能整流、逆变、无功补偿直流并联输出电压750V（750-900）直流串联输出电压1500V（1500-2000）功率因数>0.99变流器效率>0.98电流总谐波畸变<3% (计算到51次)冷却方式强迫风冷柜体尺寸1200*1200*2300mm（L×W×H）

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本发明公开了一种双凸极永磁同步电机的新型模型直接转矩预 测控制方法，具体为：采集双凸极永磁同步电机的定子电流和转子角 速度；分别在八组逆变器开关矢量信号下，结合定子电流和转子角速 度，依据八种开关状态下电流变化量及微分量与电压和电流之间的约 束关系，预测出每种逆变器开关矢量下一时刻的电机输出电流；基于 直接转矩控制理论，进一步预测每种逆变器开关矢量下一时刻的机转 矩和电机磁链；以转矩和磁链波动总量最小为目标，合理选择出相关 电压矢量，实时控制逆变器工作。本发明能够有效降低开关频率及损 耗，并减小电机

本发明公开了一种双凸极永磁同步电机（DSPM）的电流控制方 法，包括如下步骤：得到八组逆变器开关矢量信号；在当前时刻 k， 在每一组逆变器开关矢量信号下，预测下一时刻 k+1 的 p 相定子电流 其中，p 表示电机 A、B 和 C 相；在每一组逆变器开关矢量信号下， 根 据得到 d 轴和 q 轴的电流预测值；在每一组逆变器开关矢量 信 号 下 ， 计 算 下 一 时 刻 k+1 的 d 轴 预 测 电 流 误 差 选取转矩波动和磁链波动总量最小时的 开关矢量信号作为逆变器开关的驱动信号，实时控制逆变

本项目现处于产业化阶段。 我们研究并设计了一种新的能量互馈试验平台，试验平台通过能流循环，可大大提高能量利用率，无需损失满功率的能量即可完成大功率的试验，如对机车逆变器系统的满功率试验或者牵引电机的电机特性试验，具有结构简单，控制灵活，调试方便，系统易稳定，能量利用率高，互为被试件，能更有效地对不同控制策略的特性进行比较等优点。 目前，国内外常见的交流传动系统试验平台主要有以下两种： 1）能量消耗型 “能量消耗型”交流传动试验台由变压器向四象限变流器提供单相交流电，四象限变流器输出直流电给逆变器供电，逆变器输出三相交流电供给交流牵引电机。牵引电机输出轴上对接一个直流发电机，其输出端接电阻性负载。这种试验台设备比较简单，调节控制对象比较少，可方便调节直流发电机转矩，实现起来也不是很复杂。但是由直流发电机发出的电能完全被电阻消耗掉，若长期进行大功率试验，电能浪费惊人。另外，如果用于测试电机运行特性，该系统不能模拟机车启动和高速运行试验。 2）能量反馈型 该种试验台的结构如图所示。异步牵引电机输出轴上对接一个“直流发电机－直流电动机－交流同步发电机”构成的能量反馈系统，电能通过变压器返回电网。这种方式将部分能量反馈回电网，大大节约了电能，但使用设备多，在建设试验平台时一次性投资大。另外由于控制对象多，控制方法复杂，难度大，容易出现超调，造成系统振荡。由于试验电机驱动的是直流发电机，转速受到换向器限制，在试验对象为牵引电机时难以试验其高转速区段。 “能量反馈型”交流传动试验台 本项目确定的交流传动互馈试验系统（以下简称“互馈试验台”）的方案如图所示。能量互馈型试验系统（测试电机）图中该试验台由两套“变流机组－电机”联轴背靠背组成，当变流机组I－异步牵引电机Ⅰ工作于电动状态，变流机组Ⅱ－异步牵引电机Ⅱ工作于发电状态时，能量流向如图中实线所示；当变流机组I－异步牵引电机Ⅰ工作于发电状态，变流机组Ⅱ－异步牵引电机Ⅱ工作于电动状态时，能量流向如图中虚线所示。能量互馈型试验系统（测试逆变器）所示试验台主要用于进行逆变器的满功率试验，但是原理和测试电机图完全相同。实际上，测试电机图中的电机也可以作为逆变器的负载，即将逆变器作为测试对象，实现测试逆变器的功能。由于能量通过直流侧在变流器Ⅰ-负载-变流器Ⅱ之间循环流动，即实现能量的互馈，从电网吸收的功率只是变流器以及负载所损耗的能量。在试验过程中，试验平台的损耗大约只占运行功率的20%～30%。因此，四象限整流器的容量可以大大降低，实现用小功率的电源完成大功率变流器或者电机满载试验。  能量互馈型试验系统（测试电机） 能量互馈型试验系统（测试逆变器） 交流传动互馈试验系统具有如下特点： 1）由于采用了能量互馈的方式，能量在两个变流机组内部流动，因此整个系统的能量消耗仅仅是变流器及其负载的损耗，能量利用率得到大大提高。 2）由于1)中所述原因，且能量交换在直流侧进行，因此采用这种方式可以利用小功率等级的供电电源来试验大功率等级的传动机组，而不需要对电源进行扩容改造。 3）由于系统中没有直流电机，因此系统试验的高速度只与被试交流电机的参数有关，而不受直流电机换向器的影响，可以满足机车牵引电机高转速的要求。 4）两套完全相同的变流器－负载组功能和角色可以互换，可以互为被试件，一次安装可以完成两套装置的测试，提高了测试试验的工作效率。 5）采用高性能控制方式对两套变流机组进行联合调节，能模拟实际负载的各种动静态特征和机车的调节特性以及变流器的功率试验，并对各种控制方法进行对比试验。 应用范围： 牵引变流器、牵引电机和牵引控制系统是轨道交通交流传动的三大核心技术，大功率交流传动试验系统可以对以上三大核心技术开展很好的研究，因而具有非常重要的现实意义。 该系统可以满足生产部门和研究开发部门对变流器、电机等部件的各种试验和控制方案的研究。该系统可以完成如下试验： 1）按照机车牵引特性进行不同级位的牵引运行试验； 2）按照机车制动特性要求进行再生制动试验； 3）按照机车恒转矩启动的要求进行机车启动加速试验； 4）逆变器容量足够大时，能完成牵引电机的各种特性试验和有关参数测定； 5）电机容量许可时，能完成逆变器装置的考核运行试验。

成果简介本项目属于自主研发的馈网节能型模拟交直流双向电子负载， 主要用于交直流电源出厂试验、 可靠性试验及电源输出性能检测的能够模拟实际负载特性的新型电力电子装置。 它能够实现对所模拟实际负载值的无级调节， 并能够将负载试验中有功电能无污染地回馈电网， 实现电能的再生利用。 该装置具有高效节能、体积小、 重量轻、 节省安装空间、 试验性能优良等优点。项目的主要技术是将能量无污染回馈电网和负载特性的任意模拟技术。 本项目实施后， 可解决现有无源负载（阻性、 感性、 容性等）

随着新能源渗透率不断增加，传统发电份额不断被挤占，导致系统惯量下降，热备用容量减小，降低了电网的安全稳定裕度。已知目前双馈感应风力发电机（DFIG）在最大功率点跟踪控制下，发电机输出功率难以响应电网频率波动，而超速减载控制和变桨距角控制虽然在一定程度上改善风电机组整体性能和一次调频特性，但存在预留一定备用容量而无法实现最大发电效益。目前储能装置已广泛应用于风电场，但大多为风电场集中式储能方案，其安全可靠性风险往往大于分布式模式，故如何提高单台风电机组的致稳性和抗扰性，使其具备一次调节能力显得尤为重要。 图1 实验装置图1 图2 实验装置图2 图3 DFIG的储能配置图 结合上述应用背景，提出以下技术解决方案： 1、结合DFIG直流母线储能装置的优势，从增加控制自由度、平滑源端风功率间歇性波动以及抑制网侧负荷扰动三个维度入手，分别提出基于超级电容器控制的DFIG惯量支撑与一次调频控制，基于变功率点跟踪和超级电容器储能协调控制的DFIG一次调频策略和考虑源－荷功率随机波动的DFIG一次频率平滑调节方法，上述控制可在增大发电效益的同时提升频率调节效果。 2、量化DFIG的一次电压调节能力，制定DFIG的动态无功控制策略，设计DFIG与风场无功补偿装置的综合协调控制方案，从提高系统稳定性和鲁棒性出发，研究自抗扰控制技术等快速提升风电场系统无功响应速度，最大限度地缓解电网电压跌落，提高电网的电压安全稳定性。 3、结合功率密度、可充放电循环寿命以及经济性作为储能介质选择的主要评测指标，确定合适的单一或混合储能介质及变换装置类型，根据频率调节目标计算储能装置的容量，进一步研究混合储能的容量优化方法，设计出一套高充放电效率、低成本的混合储能装置。 4、研究风储联合调频和基于超级电容调频、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点，通过多复杂工况验证不同技术方案的调频效果，结合储能容量、使用寿命、经济成本和技术性能比较得出最优方案。 5、研究大功率基于单一储能或混合储能控制的风电机组一次调频样机，完成风电机组参与系统惯量支撑与一次调节方案的验证，对新型一次调频控制技术和一次调压控制方案进行大功率样机的试验验证，完成工程应用的基础准备工作。 创新点 1、针对风电机组一次频率调节，分别提出了基于超级电容器储能、变功率点跟踪和超级电容储能协调控制和考虑源荷功率频率调节等方法，提高一次频率调节能力，并优化了储能装置的容量配置。 2、设计双馈感应风力发电机的动态无功协调控制方案，提出了双馈感应风力发电机最小限度降低机组出力下可提高无功极限最大值的最优方法。 3、分别就风储联合调频策略和基于超级电容器调频策略、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点和拓扑结构进行对比分析，最终得出采用风机分布式储能下的风储协调方案更加具有应用优势。 市场前景 通过本项目的研究，可形成新能源风机技术在大电网中应用效果验证方面的技术成果，有助于进一步体现国家风光储输示范工程的示范引领作用，推动新能源风机储能技术在大规模新能源接入地区的推广应用，为提升新能源发电高渗透率地区电网的安全稳定运行水平，促进建立可再生能源并网的辅助服务机制提供重要依据和借鉴。 应用案例 目前装置依托“双馈感应风力发电机惯量阻尼及一次调节方法的研究”项目，已开发完成380V/10kW实验样机，并预计展开示范应用。 获奖情况 “基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略”论文获得《电力系统自动化》期刊2020年度优秀论文三等奖。

本发明公开了一种内燃发动机车辆用电机辅助双离合换挡系统，包括依次连接的内燃发动机、与内燃发动机同速旋转的电机、双离合器、双输入轴、变速箱、输出轴和轮轴，以及油门开度传感器、发动机转速传感器、输出轴转速传感器、挡位位置传感器、选换挡执行器和控制单元；所述控制单元分别与油门开度传感器、发动机转速传感器、输出轴转速传感器、挡位位置传感器、选换挡执行器、电机和双离合器相电连接，电机通过电驱动器与储能装置相电连接，该电机具有电动机模式和发动机模式。本发明在换挡过程中通过电机调节待接合离合器主动盘的转速使其与从动盘的转速同步，使换挡过程平滑、减小换挡冲击和摩擦损耗，提高换挡舒适性，延长离合器的使用寿命。

一种无刷双馈电机独立发电系统的励磁控制装置，属于无刷双 馈电机发电控制装置，克服现有的标量控制方法动态性能差以及双同 步旋转坐标系矢量控制方法复杂、成本高且效率低的缺陷。本发明包 括 PW 电压幅值控制器、PW 电压频率控制器、CW 电流矢量控制器、 LC 滤波器、转速计算器、CW 电流频率前馈量计算器、PW 电压锁相 环和 PW 电流变换器。本发明以无刷双馈电机的 CW 电流矢量控制器 为内环，以无刷双馈电机的 PW 电压幅值控制器和 PW 电压频率控制 器为外环，实现 PW 电压幅值和频率的独立

本发明公开了一种永磁同步直线电机无权重双矢量推力预测控制方法，属于电机控制领域，方法包括：获取给定推力Fe*；构建基于磁链参考矢量角和给定推力Fe*的磁链参考值矢量表达式；磁链参考值矢量解耦后构建推力预测控制的无权重价值函数，并在无权重价值函数中引入双电压矢量切换时刻的磁链误差；构建基于双电压矢量作用时间的约束条件，并在此约束条件下求解引入磁链误差的无权重价值函数，输出最优双矢量组合和其对应作用时间，以对永磁同步直线电机进行控制。本发明能够解决现有推力预测控制方法应用于永磁同步直线电机时存在的推力和磁链波动大、权重系数难以整定问题。