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含能量路由器的交直流混合配电网潮流计算

电力工程技术 2024年第1期43卷 136-145页

作者：朱一昕吴浩宇张志伟宗晨曦毕恺韬许德智江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备,可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响,研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法,对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建... 详细信息

能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备,可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响,研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法,对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建立ER的稳态潮流模型,并对ER直流端口采用下垂控制策略,结合传统解耦法,提出一种适用于含ER的配电网交直流解耦迭代潮流计算方法。以含有多个ER的IEEE 14节点和IEEE 69节点配电系统为算例进行仿真计算,验证所提方法的正确性与收敛性。为分析ER对系统运行的影响,对不同场景下IEEE 69节点测试系统进行仿真计算,证明ER在系统中可以支撑节点电压,减小系统运行损耗。

关键词：能量路由器(ER) 交直流混合配电网改进交替迭代法解耦迭代下垂控制潮流计算

基于DsRNN和多源气象数据的光伏发电功率短期预测

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热能动力工程 2024年第2期39卷 169-174页

作者：朱一昕管梦瑶董金华许德智江南大学物联网工程学院江苏无锡214000 国网无锡供电公司江苏无锡214000

针对传统循环神经网络(RNN)长时间使用会存在梯度爆炸以及在处理长时间序列时容易忽略重要时序信息的不足,本文提出一种结合注意力机制(Attention)的双重选择循环神经网络(Double selection Recurrent Neural Network, DsRNN),面向短期... 详细信息

针对传统循环神经网络(RNN)长时间使用会存在梯度爆炸以及在处理长时间序列时容易忽略重要时序信息的不足,本文提出一种结合注意力机制(Attention)的双重选择循环神经网络(Double selection Recurrent Neural Network, DsRNN),面向短期光伏发电功率预测的模型。首先,引入气象影响因子数据并根据相关性大小进行修正处理,改变原有单一输入源建立新的数据集;然后,融合注意力机制,提取光伏发电功率的时序特征,挖掘数据之间的深层联系;最终,实现对分布式光伏发电进行较有效、精准的短期功率预测。仿真结果表明:气象数据的输入以及DsRNN光伏发电功率预测模型的使用能完成较高精度的预测任务,误差更小。

关键词：光伏发电功率多源气象改进循环神经网络短期预测

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一种两级式宽范围输入的高位取能电源设计

电子设计工程 2024年第5期32卷 1-6页

作者：朱一昕孙庆祝陈宇杰毕恺韬江南大学物联网工程学院江苏无锡214000

介绍了一种用于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的宽范围输入高位取能电源设计方法,根据电源高电压、宽范围输入和多路小功率输出的特点,电源采用两级式结构。第一级源变换器采用输入串联输出并联(Input-Series O... 详细信息

介绍了一种用于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的宽范围输入高位取能电源设计方法,根据电源高电压、宽范围输入和多路小功率输出的特点,电源采用两级式结构。第一级源变换器采用输入串联输出并联(Input-Series Output-Parallel,ISOP)的反激拓扑,主要实现降压功能;第二级负载变换器采用三路单独的反激电路,保证精准调压。在此基础上,设计了一台输入电压DC 400~3 500 V、输出电压DC 15 V/15 V/400 V的高位取能电源样机。通过最高输入电压下开关管源漏极电压波形和不同负载下输出电压波形,证明了该设计方案可在宽输入范围内可靠运行,有效地减小了单个开关管所承受的电压应力并且具有优良的带载性能。

关键词：高电压宽范围两级式开关管电压应力

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一种采用混合控制策略的反激型光伏微逆设计

电力电子技术 2024年第1期58卷 69-72页

作者：朱一昕侯大成刘淳铭许德智江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

微型逆变器可直接与光伏(PV)板连接,具有结构简单、体积小、输入输出隔离等优点。为了扩展PV微逆功率范围,前级DC/DC部分可采用两个反激变换器交错并联。首先分析了反激变换器的工作原理,针对传统工作模式下反激变换器不同控制策略的功... 详细信息

微型逆变器可直接与光伏(PV)板连接,具有结构简单、体积小、输入输出隔离等优点。为了扩展PV微逆功率范围,前级DC/DC部分可采用两个反激变换器交错并联。首先分析了反激变换器的工作原理,针对传统工作模式下反激变换器不同控制策略的功率密度与损耗等方面存在不足,设计了一台具有主从关系的临界导通模式(BCM)和断续导通模式(DCM)混合控制的微型逆变器,该控制策略可提高PV微逆的稳定性和转换效率。根据电网相位和输出功率的变化选择不同的控制策略,弥补单一控制策略下存在的不足。最后搭建了一台350 W的交错并联反激微型逆变器样机进行实验测试,实验结果验证了该控制策略的有效性与可行性。

关键词：逆变器交错并联混合控制

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一种基于变压器集成的高位取能电源设计

电力电子技术 2024年第5期58卷 22-25页

作者：朱一昕刘淳铭侯大成许德智江南大学物联网工程学院江苏无锡214000

在柔性直流输电系统中,高位取能电源为模块化多电平换流器(MMC)的子模块控制电路供电。目前普遍采用多路输入串联结构来使高位取能电源承受更高更宽范围的输入电压,因此存在电路中磁性元件过多及多路串联是否均压等问题。针对此类问题,... 详细信息

在柔性直流输电系统中,高位取能电源为模块化多电平换流器(MMC)的子模块控制电路供电。目前普遍采用多路输入串联结构来使高位取能电源承受更高更宽范围的输入电压,因此存在电路中磁性元件过多及多路串联是否均压等问题。针对此类问题,设计了一种基于变压器集成式的双管反激拓扑。首先介绍双管反激拓扑结构及其工作模态;其次分析磁集成变压器自均压工作机理并推导磁集成变压器面积乘积(AP)计算公式;然后针对南澳柔性直流输电换流阀相关参数,对电源参数进行设计;最后搭建了一台输入电压为350~4000V的实验样机,实验结果验证了设计的有效性和分析的正确性。

关键词：高位取能电源磁集成变压器双管反激

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一种双管反激级联式高位取能电源设计

电力电子技术 2024年第2期58卷 14-18页

作者：朱一昕刘淳铭孙庆祝许德智江南大学物联网工程学院江苏无锡214000

在柔性直流输电系统中,高位取能电源为模块化多电平换流器(MMC)的子模块控制电路供电。随着直流输电系统电压的提升,子模块直流侧的电压也随之升高。为使高位取能电源适应更高更宽范围的输入电压,设计了一种基于双管反激的级联式拓扑。... 详细信息

在柔性直流输电系统中,高位取能电源为模块化多电平换流器(MMC)的子模块控制电路供电。随着直流输电系统电压的提升,子模块直流侧的电压也随之升高。为使高位取能电源适应更高更宽范围的输入电压,设计了一种基于双管反激的级联式拓扑。首先,介绍双管反激电路的工作原理、电流控制模式及工作模态;其次,基于变压器初级电流中位值,重新推导变压器AP值公式,与传统AP值方法进行比较;然后,基于南澳柔性直流输电换流阀的相关参数,对电源主电路进行设计。最后,搭建了一台输入电压为350~4 000 V,输出为一路400 V、两路15 V的电源样机,通过实验结果验证了设计的有效性和分析的正确性。

关键词：高位取能电源双管反激宽范围

面向直流储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器及其模型预测控制策略

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电工技术学报 2022年第16期37卷 4169-4179页

作者：樊启高吕华阳毕恺韬庄煜朱一昕江南大学物联网工程学院无锡214122

光伏系统中直流母线电压受光伏发电端及负载影响变化范围较大,传统储能直流变换器难以适应储能侧及母线侧双端宽电压范围运行。该文提出一种适用于储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器,该变换器具有对称的拓扑结构,能量向任意方... 详细信息

光伏系统中直流母线电压受光伏发电端及负载影响变化范围较大,传统储能直流变换器难以适应储能侧及母线侧双端宽电压范围运行。该文提出一种适用于储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器,该变换器具有对称的拓扑结构,能量向任意方向传递时,均可实现升、降压功率变换,从而解决储能系统在宽母线电压工况下的应用问题。此外,该文提出基于所提变换器的模型预测控制(MPC)策略,该策略通过建立电感电流的预测模型,引入电感电流和输出电压的双闭环控制,实现稳定输出电压的控制目标。同时,建立飞跨电容的独立预测电压闭环,在保证输出稳压的基础上,实现对双侧飞跨电容电压的独立控制。最后,通过搭建小功率实验平台验证了所提变换器及其控制策略的有效性。

关键词：储能系统飞跨电容三电平双向直流变换器双向升降压功率变换模型预测控制

基于倍频采样的两相交错并联三电平双向直流变换器功率均衡解耦控制策略

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电工技术学报 2022年第14期37卷 3654-3664页

作者：樊启高卢禹卓毕恺韬安群涛朱一昕江南大学物联网工程学院无锡214122 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

该文提出一种两相交错并联三电平双向DC-DC变换器功率均衡解耦控制策略,并有效地减少了电流传感器的使用。通过对变换器拓扑工作原理的分析,得出两相交错三电平拓扑的等效两电平分析方法。在此基础上,提出基于总电流分时倍频采样功率均... 详细信息

该文提出一种两相交错并联三电平双向DC-DC变换器功率均衡解耦控制策略,并有效地减少了电流传感器的使用。通过对变换器拓扑工作原理的分析,得出两相交错三电平拓扑的等效两电平分析方法。在此基础上,提出基于总电流分时倍频采样功率均衡解耦控制策略,使变换器的电压调节与相间电流均衡控制实现了完全解耦。此外,将常规均衡控制所需的四路电流采样,减少为两路,达到了简化控制结构的目的。建立基于等效拓扑下的小信号模型,利用该模型对所提方案进行理论验证,并给出控制器参数的具体设计方案。最后通过小功率物理仿真实验对所提控制策略进行了有效验证。

关键词：交错并联三电平双向直流变换器功率均衡解耦控制倍频采样策略

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一种应用于反激式光伏微逆的平面变压器设计

电源学报 2023年

作者：朱一昕侯大成刘淳铭许德智江南大学物联网工程学院

微型逆变器可直接与PV板连接，具有结构简单，体积小，输入输出隔离等优点。为了扩展光伏微逆功率范围，前级DC-DC部分可采用两个反激变换器交错并联，并采用有源钳位电路提高微型逆变器效率。针对户外高温环境下高频功率变压器温升高... 详细信息

微型逆变器可直接与PV板连接，具有结构简单，体积小，输入输出隔离等优点。为了扩展光伏微逆功率范围，前级DC-DC部分可采用两个反激变换器交错并联，并采用有源钳位电路提高微型逆变器效率。针对户外高温环境下高频功率变压器温升高以及功率密度低等问题，本文设计了一种应用于微型逆变器的平面变压器，首先分析了反激式微型逆变器的工作原理，其次对平面变压器的电气参数和绕组结构进行了设计，并通过Maxwell软件对平面变压器磁芯磁密分布及损耗进行了仿真，最后搭建了一台220W的交错并联反激微型逆变器样机进行实验测试。试验结果证明了设计的有效性，样机能够进行稳定的工作。

关键词：反激微型逆变器交错并联技术有源钳位平面变压器