基于对偶原理的IGBT并联均流缓冲电路研究EI北大核心CSCD

多个绝缘栅双极型晶体管(insulategatebipolar transistor,IGBT)并联是大功率电力电子应用领域提高设备电流等级的一条重要途径,而实现IGBT之间的并联均流则是保证其安全稳定运行的关键。文章在对IGBT串联均压缓冲机理研究的基础上,从在IGBT两端并联电容可降低电压变化率的原理出发,推断出可通过串联电感来抑制IGBT电流的变化,进而应用对偶原理构建出一类基于串联电感的并联均流缓冲电路及其改进型拓扑。结合模态图从理论上分析新型缓冲电路工作原理,发现所提出IGBT并联均流缓冲电路具备结构简单、易于实现的优点,还兼具静态和动态均流效果。仿真和实验表明所提出方法可以有效抑制过电流,降低电流不均衡度。     

一种高电压增益宽范围软开关双向DC-DC变换器

提出一种高电压增益宽范围软开关双向DC-DC变换器拓扑,其以双向Buck/Boost结构为基础,利用耦合电感的漏感与谐振电容串联谐振,能够在非极端占空比条件下实现高电压增益。耦合电感的漏感与谐振电容组成的谐振腔不仅可以控制循环的漏感能量,还可以抑制谐振电流的变化,使其在低压侧较宽的电压范围内,全负载工况下均能实现软开关。所提拓扑采用低压侧交错并联、高压侧串联的结构,使其具有低压侧电流纹波小、相电流小、开关管及电容电压应力低等优点。详细分析该变换器的工作原理,对其电压增益、软开关条件等稳态工作特性进行研究。最后,搭建一台低压侧40～150V、高压侧400V、功率2kW的实验样机,验证理论分析的正确性。     

航空永磁同步发电机系统改进型电压反馈弱磁控制策略研究EI北大核心CSCD

针对航空永磁同步发电机系统,提出一种改进型电压反馈弱磁控制策略。首先,分析基于电压反馈弱磁控制的回路设计方法以及稳定性问题。其次,提出改进型电压反馈弱磁控制方法,并进行系统稳定性分析。在该方法中,转矩电流的动态限幅值是基于弱磁区域所需的发电功率,而不是电流极限圆。同时,根据转矩电流限幅值的获取方式,将改进型电压反馈弱磁控制分为查表法和解析法。当定子铁心不饱和时,永磁发电机电磁转矩和转矩电流之间是线性关系,这两种形式的控制效果相同,但解析法具有计算简单、程序移植性强的优点。当定子铁心饱和时,永磁发电机电磁转矩和转矩电流之间的关系是非线性的,此时查找表法能够提升直流母线电压的稳态控制精度。最后,通过实验结果验证了所提弱磁控制方法的有效性。     

用于SiC MOSFET开关电压测量的非接触式电场耦合电压传感器EI北大核心CSCD

准确测量碳化硅(silicon carbide,SiC)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)开关电压是评估SiC MOSFET开关特性、计算开关损耗、优化变换器设计的关键。随着SiC MOSFET开关速度、耐压及功率密度的提升,开关电压测量难的问题逐渐凸显,因此对电压传感器的带宽、耐压和侵入性提出了新的要求。该文以SiC MOSFET的开关电压为研究对象,根据目前开关电压的测量需求,提出一种利用电场耦合原理测量开关电压的非接触式电压传感器,并设计混合积分电路对传感器输出信号进行电压重构。在此基础上,通过仿真和计算着重分析电场耦合电压传感器的结构和电路参数的设计依据。传感器带宽范围为5Hz~260MHz,量程为-1000~+1000V,输入电容约为0.73pF,最后利用双脉冲测试,将其与商用示波器探头的测量结果进行对比,验证电场耦合电压传感器的准确性。     

LCC-VSC型混合直流输电系统及其控制策略

基于相控变流器的高压直流(LCC-HVDC)和电压源变流器的高压直流(VSC-HVDC)共同组建由电压源变流器(VSC)和相控变流器(LCC)组成的混合HVDC输电系统,可有效实现对两种HVDC输电技术的优势互补。此处设计了由VSC整流器和LCC逆变器组成的双端混合HVDC输电系统拓扑结构,分别给出了VSC整流器和LCC逆变器系统模型及详细控制策略,建立了基于RTDS硬件在环的混合HVDC输电系统实验平台。实验结果表明:在所设计的混合HVDC输电系统中,两端变流器可以独立调节直流系统的传输功率;当发生直流侧短路故障时,该系统能够及时响应,并在故障清除后快速恢复正常运行。证明了所设计的混合HVDC输电系统及其控制策略是可行的、可靠的。     

多电平逆变器开关管开路故障容错重构策略

针对有源中点箝位(ANPC)三电平逆变器难以对多管复合开路故障进行有效容错的问题,提出一种改进型三电平ANPC逆变器容错拓扑。为对比所提改进型ANPC容错拓扑与已有拓扑结构的整体容错性能,提出了一种基于系统输出特性的可靠性计算方法。同时,为改进传统控制算法无法容错非预期故障的不足,提出一种在线容错拓扑重构控制算法,能够基于故障信息实时求解容错拓扑重构方式,并得到可行的等效开关状态,实现对于故障的实时容错控制。仿真和实验结果验证了所提容错拓扑及其重构控制算法的有效性。     

源网荷储的优化调度技术的应用研究

近年来在电力的运行控制领域中,源网荷储协同优化运行是重要的发展及应用趋势,对于提高系统的运行 经济性和稳定性具有重要的意义.首先分析了电力系统源网荷储等资源的基本类型,然后阐述了基于改进和声搜索算 法的源网荷储的优化调度模型,最后进行了相应的案例分析,对于提高电力系统调度策略的合理性和电力系统的运行 可靠性具有重要的意义.     

基于电网故障录波图判断变压器重瓦斯保护跳闸原因的方法

变压器是电网系统中发电厂和变电站重要组成部分之一,承担着不同电压等级电网联络作用,是电能高电 压传输及不同电压等级电压联络的重要设备.因此,变压器除了设有防止变压器套管、出线、电流互感器、线圈、铁 芯等多种元件故障的差动保护作为主保护外,还另外设有重瓦斯保护为主保护.为快速复电,需要快速判断故障类 型,尤其是重瓦斯保护,其保护动作可由多种原因引起.阐述一种根据电网故障录波图判断变压器重瓦斯保护跳闸原 因的方法.该方法获取变压器故障录波图上形成的继电保护开关量波形、重瓦斯保护跳闸开关量波形、主变高压侧三 相电流及电压波形、主变低压侧三相电流及电压波形并进行综合分析,并通过是否存在突变波形以及检测结果,判断 变压器重瓦斯保护跳闸的原因.     

基于灰狼优化算法的金属氧化物避雷器老化识别

为有效评估恶劣环境下金属氧化物避雷器工作状态,解决MOA老化在线识别难题,提出基于灰狼优化算法的MOA老化识别方法。首先,分析MOA自身参数与泄漏电流关系;其次,利用灰狼优化算法求解体现MOA老化性能的α、k和自身电容C,实现MOA老化在线监测;然后,对不同谐波电压和电压波动下泄漏电流进行仿真;最后,进行试验验证,结果表明该方法不受电网中谐波电压幅值、相位及谐波含量影响,能准确实现MOA的老化识别。     

低压单母线分段回路并联电容补偿装置的优化设计

基于低压配电系统的单母线分段回路,各段母线需分别集中配置一套由电容器组成的无功补偿装置,以提高功率因数水平。通过对单母线分段回路中并联电容器的设计分析,指出常规的电容器容量选择存在弊端。为此提出了两种优化解决方案,在满足单母线分段回路中各种工况下无功需求的前提下,能较大程度地降低电容器的配置容量,提高利用率,有显著的经济效益。