基于高频隔离和公共直流母线的电池储能电网接入系统

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51077076
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    30.0万
  • 负责人：
    宋强
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    E0707.电能存储与应用
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

各种先进的大容量电池技术的发展为电力系统大容量电池储能系统的广泛应用提供了基础。能量转换系统（PCS）是实现电池组充放电管理和电网接入的重要组成部分。传统的工频隔离升压方式的PCS在占地、效率和可扩展性等方面都存在较大的困难，也是限制大容量储能系统应用的一个瓶颈。申请者针对大容量城网储能系统的发展趋势，提出以高频DC/DC隔离双向变换单元作为直流电池组的接口电路，以链式多电平变流器作为交流侧电网接入电路，研究新型的高功率密度和高效率的大容量电池储能PCS装置，对其拓扑结构、控制技术和应用方式进行研究。在此基础上进一步研究基于直流母线的灵活可扩的电池储能系统构成方式，将储能电池、直流负荷、敏感负载供电、可再生能源等纳入到一个灵活可扩的广义储能系统当中。在节约型、低能耗的可持续发展模式要求下，以及大都市占地资源日益紧张的情况下，本项目的研究内容将为下一代大容量PCS 的发展提供一个新的方向。

结项摘要

针对大容量城网储能系统的发展趋势，以高频隔离双向DC/DC变换单元和链式多电平变流器作为核心电路，从拓扑结构、基本特性、控制和管理策略、硬件设计和实现四个方面展开了全面研究。. 在拓扑结构的研究中，提出了一种新型Z源IBDC电路代替传统的IBDC电路；在此基础上，提出了依托不间断电源的智能功率转换系统概念。在基本特性的研究中，指出了国际上关于DPS原理传输功率特性的错误结论，提出DPS原理与传统SPS原理的最大传输功率能力相同；并且校正了开关和传输功率特性，提出在实际工作中，还存在电压极性反转、电压暂落以及相位漂移等现象。在控制和管理策略的研究中，提出了扩展移相（EPS）控制方法；给出了效率和电流应力最优模型算法，提出了最优开关策略；并在系统层面提出了分层和分布式控制管理体系和分散逻辑控制策略。在硬件设计和实现的研究中，首次完成了基于Si和SiC功率器件的IBDC和高频隔离PCS的应用特性实验对比；给出了安全工作区的定义，提出了PCS的统一离散化设计策略；在此基础上，完成了基于SiC功率器件的整个电池储能PCS的硬件优化设计和实现，并给出了高频隔离PCS设计和实现的一般化流程和建议。. 本项目完成了研究计划，取得了一系列创新性成果，推动了基于高频隔离和公共直流母线的电池储能系统的实际应用。三年来，已发表科技论文14篇，另有2篇已录用文章。其中，在国际顶级SCI期刊《IEEE Trans. Power Electronics》和《IEEE Trans. Industrial Electronics》上发表（或录用）论文10篇，国内顶级EI期刊《中国电机工程学报》和《电力系统自动化》上发表论文3篇，国际顶级会议《Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society》上发表论文1篇；申请中国发明专利3项。在本项目的支持下，共支持研究生参加国际和国内会议2次；共培养研究生6名。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
应用于链式PCS系统的双主动全桥移相控制研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    电力电子技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙伟欣;宋强;金一丁;SUN Wei-xin,SONG Qiang,JIN Yi-ding(State Key Labor
  • 通讯作者：
    SUN Wei-xin,SONG Qiang,JIN Yi-ding(State Key Labor
无主从自均流并联并网电池储能系统
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    电力系统自动化
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵彪;于庆广;王立雯;肖宜;ZHAO Biao1,YU Qingguang1,WANG Liwen1,XIAO Yi2(1.De;2.Dispatching;Communication Center,Hubei Elect
  • 通讯作者：
    Communication Center,Hubei Elect
Overview of Dual-Active-Bridge Isolated Bidirectional DC-DC Converter for High-Frequency-Link Power-Conversion System
用于高频链路功率转换系统的双有源桥隔离式双向 DC-DC 转换器概述
  • DOI：
    10.1109/tpel.2013.2289913
  • 发表时间：
    2014-08-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhao, Biao;Song, Qiang;Sun, Yandong
  • 通讯作者：
    Sun, Yandong
Power Characterization of Isolated Bidirectional Dual-Active-Bridge DC-DC Converter With Dual-Phase-Shift Control
具有双相移控制的隔离式双向双有源桥 DC-DC 转换器的功率特性
  • DOI：
    10.1109/tpel.2012.2189586
  • 发表时间：
    2012-09-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhao, Biao;Song, Qiang;Liu, Wenhua
  • 通讯作者：
    Liu, Wenhua
Extended-Phase-Shift Control of Isolated Bidirectional DC-DC Converter for Power Distribution in Microgrid
用于微电网配电的隔离式双向 DC-DC 变换器的扩展相移控制
  • DOI：
    10.1109/tpel.2011.2180928
  • 发表时间：
    2012-11-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhao, Biao;Yu, Qingguang;Sun, Weixin
  • 通讯作者：
    Sun, Weixin

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    --
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    --
  • 作者：
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    --
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    --
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    --
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    刘文华
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    2015
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    许树楷

其他文献

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宋强的其他基金

单向电流型全桥MMC及其新型直流组网方式研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2019
  • 资助金额：
    63 万元
  • 项目类别：
    面上项目
主动利用环流和电容电压波动的MMC控制方式研究
  • 批准号：
    51577101
  • 批准年份：
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  • 资助金额：
    65.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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