特约主编寄语

正随着电力电子技术的快速发展,其应用领域得到了广泛拓展,变换器拓扑互联运行形式越来越丰富,电力电子装置系统的结构和非线性特性愈加复杂。在电力电子拓扑互联运行和设备系统大规模并网的场景下,易出现谐波谐振、低/高频振荡、次/超同步振荡等问题,从而给电力电子系统本身的高效和可靠运行带来了巨大的挑战。因此,亟需深入探索电力电子系统的建模分析理论、精准控制和仿真方法等技术。     

电力电子动态仿真可信度的初步研究

随着电力电子技术的发展及普及推广,电力电子数值仿真也得到了广泛应用。与此同时,电力电子动态仿真的可信度也备受重视。首先介绍了仿真可信度的主要研究热点,在此基础上归纳电力电子仿真可信度研究的关键问题,如电力电子系统试验测量不确定性评估、仿真误差评估、模型及参数修正方法、先验仿真的不确定度评估等,最后给出了电力电子先验仿真在样机研制过程中的应用示例。     

电力电子系统建模关键技术综述及展望

随着电力电子技术应用领域的快速发展,电力电子系统的复杂度进一步增加,给系统高效和可靠运行带来了巨大的挑战。电力电子系统是一种典型的多时间尺度非线性系统,为了充分发挥电力电子系统的优势,国内外学术界和工业界通过对其多时间尺度下的动力学行为进行建模,揭示了不同时间尺度下电磁特性及相互作用机理。该文从器件级、变换器级、系统级3个层级对比不同时间尺度下电力电子系统建模方法,并总结技术演进中面临的新的关键问题及对应的最新研究成果,主要包括高可靠的器件驱动及保护方法、良好的变换器动静态控制方法和电磁干扰抑制策略及电力电子系统的电磁暂态仿真及稳定性分析技术。最后,指出现有研究中仍需解决的问题,并对未来建模关键技术的发展方向进行展望。     

多模块互联电力电子系统特性研究进展

由多个具有独立和完整功能的电力电子变流器通过相互级联和并联的方法连接起来,已经成为构成现代各种先进的复杂电力电子系统的基本形式。现有的电力电子技术体系大都是讨论单个变流器与简单特性的电源或负载之间的相互作用并进行相应的分析和设计的,对多模块(变流器)互联而成的电力电子系统中变流器之间的相互作用(包括级联时电源变流器和负载变流器之间的相互作用、并联变流器之间的相互作用等)以及由这种相互作用表现出来的整个电力电子系统的特性,亟待进行深入的认识和研究。本文将概述在多模块互联电力电子系统的稳定性和动态特性领域国际上近年来的发展历史和现状,并汇报总结作者所在的课题组近年来在该领域所取得的成果。     

配电网电力电子装备的互联与网络化技术

电力电子技术在电力系统中有着极为广泛的应用。近年来,电力电子技术在配电系统中获得迅猛发展,其主要功能从传统的电能质量调节、可再生能源接入和用户侧的节能用电等,扩展到配电网的电能双向、甚至多向流动控制以及复杂的电能调控管理。因此,电力电子装备传统的独立工作模式已经无法满足越来越复杂的配电网的需要,亟需将相互独立的电力电子设备互联起来以实现整体协调和控制,从而真正做到能量和信息集成的一体化网络。这种发展趋势既给电力电子技术本身带来新的挑战,又为配电网带来新的变革,并促进直流配电网的发展。该文综述了配电网中电力电子设备网络化的重要性及其概念,讨论了电力电子装备的发展方向,并从功率和通信两个层面探讨了电力电子网络化所需的关键技术。同时,介绍了基于电力电子变换器的直流配电网的特点、可能的组成架构以及相关的技术问题。     

基于大数据的大容量电力电子系统可靠性研究

随着电力电子技术在新能源、高速机车、直流输电等大容量电力变换领域的广泛应用,其可靠性问题成为学术界和工业界的研究热点。基于因果模型的可靠性分析方法虽然在研究早期提供了原理层面的阐述,但在多物理场强耦合的复杂工况中的应用价值较低,而基于数据模型的可靠性研究方法尚处于初级阶段。该文提出将大数据处理技术应用于大容量电力电子系统可靠性研究的新思路,充分借助电力变换装置的海量历史运行数据,引入机器学习、数据挖掘和人工智能等大数据科学的最新理论成果,从数据泛在关系出发开展可靠性研究。论文详细阐述电力电子系统的大数据特征,并总结电力电子系统大数据应用中的若干关键技术。此外,论文从器件–装置–系统等多个层面深入分析大数据处理技术在大容量电力电子系统可靠性研究领域的潜在应用。大数据基本理论和方法的应用将提供一种通过数据关系间接理解原理本质的研究方法论的思维转变,有望为电力电子系统的可靠性研究开辟新途径。     

电力电子系统集成研究

电力电子系统集成是一项电力电子技术与材料科学、热处理技术、结构工艺、电磁兼容等多学科边缘交叉渗透的综合性工程，可实现电力电子系统的高功率密度、高效、高可靠性以及低成本。本文从系统、模块、开关单元和元件单元三个层面分析了电力电子集成系统。系统级涉及界面定义、交互作用、通讯、EMI、容错能力和模块的并联等问题。模块级的问题主要包括封装、建模、控制通讯三个方面。讨论了电力电子系统集成中的关键技术以及电力电子系统集成在电力电子技术发展中的重要作用。     

卷首语

电力电子集成代表着本世纪电力电子发展方向,具有促进电力、能源、工业自动化革命性变革的良好前景,开展电力电子集成研究具有重要的学术和实际应用价值。但是电力电子集成的研究非常复杂,涉及到许多技术上的问题。《电力电子集成综述》一文对集成技术在电力电子技术发展中的重要意义以及电力电子集成的概念和分类进行了阐述,总结了当前电力电子集成技术的研究内容和最新进展情况。     

电力电子集成综述

本文阐述了集成技术对于电力电子技术发展的重要意义以及电力电子集成的概念和分类,总结了当前电力电子集成技术的研究内容和最新进展情况。     

仿生学在电力电子系统设计中的应用

基于生物可靠性机理,系统地探讨了高可靠性电力电子系统的设计理论和方法,包括自律分散控制、冗余设计、自复制和自修复、智能化设计、自适应控制及自组织控制。利用这些仿生设计理论和方法,可提高电力电于系统的可靠性。提出了自律单元和自律分散电力电子系统等重要概念, 并指出:自律单元应具有自律可控性和自律协调性,自律分散的电力电子控制系统基于自律单元;自律分散控制系统代表了以后高可靠复杂功率变换器系统的一种极具前景的发展方向。最后,基于生物系统的自律分散控制思想,设计了一种新颖的单相逆变器。应用实例表明,仿生学在电力电子技术中,尤其在高可靠性电力电于系统设计中,有着广阔的应用前景。     

浅析电力电子集成系统控制及其通讯系统

近些年来,半导体设备、材料以及相关的关键技术均取得了很大的发展,这使得电力电子系统不论是性能、结构上,还是成本上都有着非常明显的提高。随着工业生产对电力电子系统要求的不断提升,智能电力电子模块逐渐成为研究重点。本文对智能电力电子模块PEBB（PowerElectronicBuildingBlock）进行了系统的分析与研究,并给出了系统的通信协议。     

卷首语

由于电力电子电路是一个强非线性时变系统,因此电力电子工程师在开发、调试过程中经常会遇到次谐波振荡、周期跳跃、拟周期运动、分叉以及混沌等现象,给研发进程增加了不小的难度。随着电力电子技术逐渐走向成熟,各行各业对电力电子系统与设备在功能、可靠性及性能上的要求日益高涨,对电力电     

开关电源用电力电子集成模块的研究

对电力电子技术的未来发展方向进行了展望，指出电力电子集成技术出现和发展的原因及必然性。阐明了电力电子集成技术的概念和基本原理，并以开关电源为应用对象，设计了一种功率为1．5kW的基于分立元件的电力电子集成模块，并进行了实验。     

电力电子技术在电力工业中应用的展望

电力电子技术在电力工业中应用的展望东北电力学院骆济寿，胡冰电力电子技术是集电力、电子和控制为一体的综合性学科。它正越来越被各行各业所重视。以往传统的电子技术大都限于信息的处理，即信号的采集、加工、发送、传输及接收等功用。这类电子技术可称为信息电子学或...     

电力电子技术现状和未来

１概述１．１什么是电力电子技术所谓电力电子技术就是使用电力半导体器件及电子技术对电气设备的电功率进行变换和控制的技术。它以实现“高效率用电和高品质用电”为目标，是一门综合电力半导体器件、电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术等许多学科的交叉学科。１．２电力电子技术的地位和作用电力电子技术诞生至今已经近５０年，特别近年来更是获得了突飞猛进的发展，已经形成较为完整的学科体系和理论。各国专家学者认为：信息电子技术的发展造就了信息时代，而实现“弱电控制强电”的电力电子技术的发展是人类社会的第二次电子革…     

EMI滤波器技术在开关电源中的应用与研究

开关电源由于其可靠性高、输出稳定等优点而广泛应用于电力电子系统中,但其自身产生的电磁干扰对整个系统的影响不容忽视。为了抑制开关电源所产生的传导电磁干扰,提出了集成EMI滤波的级联技术,并针对功率变换器的输出波形进行仿真。仿真实验结果表明:这种级联的集成EMI滤波器对谐波有良好的抑制作用。     

电力电子设备中的电气绝缘问题

现代电力电子技术是建设未来能源互联网及智能电网的重要基础,当电力电子系统引入整流和逆变环节后,电气设备绝缘易受到高频、含有谐波电压的影响而加速老化。然而,正弦电压下电气设备绝缘系统检测及评估技术已不能完全适用于现有电力电子设备。结合电力电子技术的发展历史,从相关电力电子设备的工作特性和应用背景等方面综述了新能源发电、电力电子变压器、换流变压器、变频电机等电力电子设备中存在的电气绝缘问题。尤其针对变频电机绝缘系统的老化现象及放电机理进行了深入分析,提出相关试验需要在模拟电、热、环境等应力条件下进行。认为研究相应设备的绝缘破坏机理、找到其影响规律、制订相关标准等手段是最终实现提升电力电子设备绝缘可靠性的途径。结合未来电力电子设备向高频率、大功率、高电压发展的趋势,对与其相关的电气绝缘关键问题做出进一步的展望。     

电力信息集成的研究与实践

由于缺乏整体规划，电力信息化建设在取得大量成果的同时，也形成了大量的电力“信息孤岛”，电力“信息孤岛”成为电力企业信息处理的瓶颈，越来越不能适应电力企业对信息处理及时性、准确性、综合性的要求。电力信息集成是用来解决“信息孤岛”问题，共享电力信息资源、提供综合决策分析的新技术，研究电力信息集成技术和项目实施，同时结合实际项目进行了实践与探索。     

电力电子技术在风力发电中的应用

随着经济的快速增长和社会的全面进步,我国的能源供应和环境污染问题越来越突出。开发和利用可再生能源的需求更加迫切。风能作为可再生能源中最重要的组成部分和唯一经济的发电方式,由于其清洁无污染、施工周期短、投资灵活、占地少,具有良好的社会效应和经济效益,已受到世界各国政府的高度重视。随着现代电力电子技术以及变频调速技术的迅速发展,其在风力发电中的应用也更为广泛。重点介绍了电力电子技术在风力发电中的主要应用,包括风力发电系统的分类;双馈风力发电双向变频器的优缺点;风力发电的输送方式等。最后对风力发电的前景进行了展望。     

电气工程及自动化专业强化电力电子技术的教改实践

随着电力电子技术在电力系统中的应用研究越来越深入，有必要重新设计电气工程及其自动化专业的培养方案，通过增设电力电子技术方向，使学生掌握该方向的理论知识和实验技能。