无线电能传输

感应式无线电能传输(inductive wireless power transfer, IPT)不可避免地受到磁耦合机构偏移的影响。在磁耦合机构发生偏移时，为了使无线电能传输系统仍能具有一定的恒流输出能力，提出一种基于双层正交线圈的抗偏移恒流无线电能传输系统。首先，将LCC-LCC 和LC-LC补偿网络进行输入串联和输出串联，组成双边LCC-LC串联混合补偿网络，并研究其传输特性。其次，设计了一种与满足混合补偿网络要求的双层正交DD(double-layer quadrature DD, DQDD)磁耦合机构，该机构在x、y方向发生偏移时，能实现线圈间的解耦。接着，提出一种系统参数配置方法，通过参数配置可以在磁耦合机构发生一定的偏移时，实现输出电流在开环状态下保持稳定。最后，通过搭建实验平台，验证了以上理论分析的正确性和可行性。

针对电动汽车无线充电系统因偏移导致充电效率降低的实际问题，提出一种新型强抗偏移的恒流无线充电系统。首先，在磁耦合设计上，引入DDQD大解耦线圈有效减缓X、Y两方向偏移耦合系数衰减，通过与DDQ线圈的对比体现所提出的DDQD线圈在抗偏移方面的优越性。然后，在补偿拓扑设计上，通过DDQD线圈将随耦合系数呈不同变化趋势的LCC拓扑和LC拓扑进行串联，使输出功率变化平缓，进一步提高了系统的抗偏移能力，并且使系统具有恒流输出特性。最后，通过仿真实验验证了该方案的有效性，在磁耦合机构发生偏移时，减缓了无线充电系统的线圈耦合系数和传输效率的下降程度，具有一定的现实意义。

该成果在磁耦合谐振无线电能传输理论、谐振补偿拓扑和参数设计方法、高效大间隙电磁耦合器设计技术、电动汽车非接触式充电系统及其控制技术等理论和关键技术的研究结果，可为电动汽车磁耦合谐振式非接触充电系统的开发提供理论指导和技术支撑，有利于电动汽车非接触式充电技术的推广和在电动汽车上的商业化应用。研制的无线充电样机在大于250mm传输距离下，功率2kW以上，传输效率大于92%，传输效率指标达到国际领先水平，未来全国范围内实现无线充电站网络后，可在一定程度上提高发电设备的利用率，具备在行业全面推广和示范的前景。 新的10kV母线保护装置能适应不同运行方式，快速切除主变低压侧母线故障。可以应用于全网的变电站、电厂，确保主变低压侧母线故障快速切除，避免开关柜烧毁。还可防止短路电流大对电网、直流系统、主变等的冲击，可提高主变的抗短路能力，避免大量更换主变造成资产无法全生命周期利用，提高电网、人身安全和资产利用率，对创一流的各项指标：如事故事件等级、客户平均停电和资产报废尽值率，有重大影响。 该成果还可以推广应用到配网开关柜上，解决配网柜内部故障烧毁的问题，提高供电可靠性和用电安全，也可以应用到智能站，减少故障发生率和运维工作量。提升企业应对突发事故的能力和用电服务技术水平，维护企业形象，引领继保技术发展。