大功率不间断电源的发展现状与研究方向

不间断供电电源（UPS）是一种高质量，高可靠的电源系统，也是邮电通信，计算机等设备不可缺少的外围装置，本文简要叙述了国内外UPS发展的状况，对于大功率不间断电源在目前研制中的几个基本问题及其研究方向进行了较为详细的介绍和讨论。对于全国首届UPS研讨会的情况也作了介绍。     

一种增强型单相无变压器型逆变器的漏电流抑制拓扑

无变压器型逆变器相比变压器隔离型逆变器,具有更高的效率和更低的成本,已广泛应用于光伏并网系统。由于去除了变压器隔离,其共模漏电流问题会进一步带来严重的EMI和安全问题。针对上述问题,提出了一种增强型单相无变压器型漏电流抑制拓扑。首先,研究了经典交直流解耦方案中仍然存在的漏电流问题;继而提出了新的拓扑和相应的调制策略;最后,搭建了2 k W的实验平台,对提出新拓扑的有效性进行了验证,并与HERIC逆变器进行了对比分析。     

载波交叠特性PWM方法在飞跨电容多电平逆变器中的应用研究

研究了具有载波交叠特性的PWM方法在飞跨电容多电平逆变器中的应用。载波交叠PWM方法具有优化开关利用率，使得开关损耗平均化的特性。经过详细分析，推出在飞跨电容型多电平逆变器中载波交叠特性不能导致飞跨电容的电压平衡。为了应用载波交叠特性，该文提出一种能保证飞跨电容电压平衡的新型PWM方法，并通过实验证明新型PWM方法在三电平飞跨电容型逆变器中的有效性。     

大功率三电平逆变器开关动态特性在线测试方法研究

大功率逆变器的动态特性在线测试是电力电子逆变器的一个重要研究方向。多电平系统由于元器件多,结构复杂,其开关动态在线测试极为困难,但此工作对于设计、研制高性能逆变器系统,实现状态监测、故障预防,提高逆变器工作的可靠性有着重要的意义。该文研究大功率三电平逆变器开关器件的动态特性在线测试方法,提出多电平逆变器功率开关状态可测性的概念。所提的方法很好地解决了在线测试的几个关键问题,包括:海量数据的传输处理、全状态参数同步检测控制、功率器件开关过程的高速数据采样、系统状态参数的直接和间接的提取和推算等。在750kVA三电平变频调速系统上成功实现了各种负载工况下的实时在线测量。该文所讨论的开关特性在线测试方法和系统可有效扩展到三电平以上的多电平实时在线测试技术中。     

基于基本单元串-并(并-串)思想生成多电平变换器拓扑的方法

提出多电平变换器基本构成单元的概念,并从这一概念出发,提出了基于基本构成单元串-并 (并-串)思想生成多电平变换器拓扑的方法.以此方法得到的大量多电平变换器拓扑,不仅涵盖了已有的三类基本多电平电路拓扑,而且得到一些新的拓扑结构,从而将多电平变换器拓扑统一在基本构成单元的概念之内.为了验证所得到拓扑的正确性,分别以串-并(并-串)的两个拓扑为例,进行了仿真和实验验证.这一概念也为多电平变换器新拓扑的生成提供了指导原则.     

锂电池复合型正弦-脉冲充电方法

为了提升储能系统能量转换效率,提出了一种应用于锂离子电池的复合型正弦-脉冲电流（hybrid sinusoidal-pulse current,HSPC）充电方法。首先基于锂离子电池的交流阻抗频谱特性,阐述了利用宽频段电流提升锂离子电池能量转化效率的原理。然后,采用并联型Boost电力电子变换器与移相技术生成正弦-脉冲复合型充电电流的方法,并与恒流、脉冲等充电方法进行了比较,仿真和实验结果表明该充电方法的有效性。     

直流电源作用下电凝聚法净化染色工业废水的负载特性分析

基于电化学原理建立了电凝聚法净化染色工业废水中计算电解电压的理论非线性模型.根据实验所测电压-电流密度数据,利用最小二乘估计法对模型参数进行了估计,得到了相应地线性模型与非线性模型.分析了在给定的电流密度范围内,非线性模型简化为线性模型时的相对误差.利用实验结果进一步验证了简化的线性模型在给定电流密度范围内的正确性.最后结合线性模型给出了负载等效电路.本文得到的计算电解电压线性模型和负载等效电路模型简单直观,对于电凝聚电源的设计具有较好的参考价值.     

基于Pspice模拟行为模型的光伏阵列建模

根据光伏电池物理机制的数学表达式,利用Pspice仿真软件的模拟行为模型构建光伏电池的Pspice仿真模型.在此基础上,通过分析光伏阵列和光伏电池的关系及电路等效变换,建立任意功率级的PV仿真模型.该模型可以仿真任意太阳光照强度、环境温度、光伏模块参数及任意个光伏电池串并联组合下光伏阵列的I-V 、P-V特性.实验和仿真结果表明,仿真模型的输出特性与实际电池的输出特性基本一致,能较好体现光伏阵列的输出特性.模型的建立为光伏发电系统的动态仿真提供了有效的模拟输入电源.     

电流型交流功率放大器离散衰减变速趋近律控制

交流功率放大器具有输出稳定、精度高以及动态响应快等特点,而且它输出电流的幅值和频率范围较宽,同时能够在基波上叠加多次谐波.为了实现上述性能,文中采用了一种新颖的基于衰减变速趋近律的离散滑模变结构控制策略,既保留了离散变速趋近率的优点,又加快了系统的渐近稳定速度,同时大大减小了系统的抖动.本文给出了电流型交流功率放大器的工作原理,对离散滑模超平面方程进行数学建模分析.文中分析设计了离散滑模切换区和滑模超平面系数的选取范围,以保证该离散滑模变结构控制策略满足滑模条件和收敛条件,以及使系统能够渐近稳定于原点.最后实验结果验证了上述分析和设计的正确性.     

隔离型三绕组耦合电感交错式DC/DC变换器

讨论了四种隔离型交错式DC/DC变换器结构的特点,并在交错式Flyback变换器的基础上,引入三绕组耦合电感概念,实现了Flyback型变换器到Boost型或Buck型变换器的转换.然后,在三绕组耦合电感演绎出的一次侧并联/二次侧串联Flyback-Boost变换器上,采用有源钳位软开关电路,不仅实现了主开关管和辅助开关管的零电压软开关特性,而且只需要一组钳位软开关电路就无损地吸收了两相交错电路的漏感能量、抑制了主开关管的关断电压尖峰.三绕组耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降速率,有效地抑制了二极管的反向恢复电流.最后,设计了一台40V输入、760V输出1kW的三绕组耦合电感实现的一次侧并联/二次侧串联交错式有源钳位软开关Flyback-Boost变换器的试验样机.实验结果验证了理论分析的正确性.