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级联马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽交错滤波器的设计

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光学学报 2010年第8期30卷 2406-2411页

作者：鲁怀伟章宝歌邬开俊魏赟罗冠炜兰州交通大学数理与软件工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学电气与自动化学院甘肃兰州730070

为了在10Gb/s+40Gb/s混合系统中提高光学奇偶交错滤波器的带宽利用率,提出了基于两级级联马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的全光纤型不等带宽光学交错滤波器的设计方案。通过对耦合器分光比、干涉仪臂长差等结构参量的选择,详细分析了两级级联MZ... 详细信息

为了在10Gb/s+40Gb/s混合系统中提高光学奇偶交错滤波器的带宽利用率,提出了基于两级级联马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的全光纤型不等带宽光学交错滤波器的设计方案。通过对耦合器分光比、干涉仪臂长差等结构参量的选择,详细分析了两级级联MZI的不等带宽交错滤波器的传输特性,并选取了理论优化计算的一组数据进行实验。数值分析和实验结果表明,该器件将50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,其中在3dB处,奇数信道带宽大于30GHz用于10Gb/s传输,偶数信道带宽大于60GHz用于40Gb/s传输。该滤波器较传统的等带宽交错滤波器有更高的带宽利用率,在10Gb/s向10Gb/s+40Gb/s升级过程中作为复用/解复用器具有很大优势。

关键词：光学器件不等带宽交错滤波器滤波器波分复用马赫-曾德尔干涉仪不等带宽

基于3×3和2×2光纤耦合器的全光纤不等带宽梳状滤波器的设计

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光学学报 2011年第11期31卷 64-69页

作者：鲁怀伟魏赟邬开俊章宝歌罗冠炜兰州交通大学数理与软件工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学电气与自动化学院甘肃兰州730070

针对基于三个2×2单模光纤耦合器的全光纤级联Mach-Zehnder干涉仪型(CMZI)不等带宽光学梳状滤波器在实际制作过程中存在的问题,提出了由一个2×2和两个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤不等带宽光学梳状滤波器,并进行了详细的分析。... 详细信息

针对基于三个2×2单模光纤耦合器的全光纤级联Mach-Zehnder干涉仪型(CMZI)不等带宽光学梳状滤波器在实际制作过程中存在的问题,提出了由一个2×2和两个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤不等带宽光学梳状滤波器,并进行了详细的分析。通过对光纤耦合器分光比、干涉仪臂长差等结构参量的选择,详细分析了其传输特性,并选取了理论优化计算的一组数据进行实验。数值分析和实验结果表明:该器件将50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,一路信道用于10Gb/s传输,另外一路信道用于40Gb/s传输。与全光纤CMZI型不等带宽光学梳状滤波器相比,其最大的优点是在实际制作时可以对每个光纤耦合器的分光比进行准确的监视和控制,降低了全光纤不等带宽光学梳状滤波器的制作难度。最后进行了实验研究,实验所得结果与理论结果相吻合。

关键词：不等带宽梳状滤波器滤波器波分复用马赫曾德尔干涉仪不等带宽

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新型具有限流功能多端口高压直流断路器拓扑

电力建设 2021年第11期42卷 13-22页

作者：章宝歌孙瑞兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州市730070

直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)是提高直流电网安全稳定运行的关键设备。针对现有的DCCB投入的数量多导致成本过高、短路故障时电流过大、避雷器吸收能量过多等问题,提出了一种新型具有限流功能的多端口高压直流断路器拓扑(multi-... 详细信息

直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)是提高直流电网安全稳定运行的关键设备。针对现有的DCCB投入的数量多导致成本过高、短路故障时电流过大、避雷器吸收能量过多等问题,提出了一种新型具有限流功能的多端口高压直流断路器拓扑(multi-port DC circuit breaker,MP-DCCB)。通过改进DCCB拓扑结构研究其性能,对新型拓扑的工作原理、故障分断过程进行理论分析,并给出相关参数及选取依据,最后用PSCAD软件搭建相应的仿真模型,并进行验证。与常规DCCB方案相比,故障电流减少了48.6%;避雷器上吸收能量、关断电流和关断时间分别减少了54.8%、52.4%和0.8 ms。该新型MP-DCCB具有良好的可靠性与经济性,仿真结果验证了所提新型具有限流功能的多端口高压直流断路器拓扑可适用于当前直流电网。

关键词：多端口高压直流断路器限流功能接地支路短路故障直流电网

非对称马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽光学梳状滤波器

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光学精密工程 2010年第10期18卷 2150-2155页

作者：章宝歌李碧琦鲁彦兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州城市学院数学学院甘肃兰州730070 西南交通大学峨眉校区电气工程系四川峨眉614202

为提高光交错复用器系统带宽的有效利用率,满足系统中不同传输速率对带宽的要求,针对信道间隔为50 GHz的输入信号提出了新的非对称MZI型不等带宽光学梳状滤波器,研究了该系统的输出谱和制作方法。基于光纤传输理论分析了设计构成,给出... 详细信息

为提高光交错复用器系统带宽的有效利用率,满足系统中不同传输速率对带宽的要求,针对信道间隔为50 GHz的输入信号提出了新的非对称MZI型不等带宽光学梳状滤波器,研究了该系统的输出谱和制作方法。基于光纤传输理论分析了设计构成,给出了输出谱表达式及设计中所需要的实验参量。当滤波器的两对光纤干涉臂长度差相等,各耦合器的耦合系数选取适当时,该器件实现了奇偶信道上不等带宽输出,可分别用于10 Gb/s和40 Gb/s传输,信道间隔为0.8 nm,信道隔离度>25 dB;分析还发现该器件对3个耦合器的耦合参数不敏感。实验表明:该器件不仅能实现不等带宽输出功能,在实际制作过程中还由于器件对耦合器的耦合参数要求不是十分严格而降低了器件实际制作难度,因此具有实用价值。

关键词：光纤耦合器马赫-曾德尔干涉仪不等带宽光学梳状滤波器

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一种新型限流型高压直流断路器拓扑

高压电器 2023年第3期59卷 34-43页

作者：章宝歌荣耀张振兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

随着柔性直流输电技术的不断成熟,直流输电变得越发普及,而高压直流断路器作为直流输电系统的关键部分,其重要性不言而喻。针对现有高压直流断路器存在故障时短路电流大、分断速度慢、避雷器吸收能量过高等问题,提出了一种具有限流能力... 详细信息

随着柔性直流输电技术的不断成熟,直流输电变得越发普及,而高压直流断路器作为直流输电系统的关键部分,其重要性不言而喻。针对现有高压直流断路器存在故障时短路电流大、分断速度慢、避雷器吸收能量过高等问题,提出了一种具有限流能力的新型高压直流断路器拓扑,该拓扑在传统直流断路器换流支路基础上增加了H型桥限流部分,利用平波电抗器与限流部分共同限流,可以显著降低故障时电流的上升速率与峰值。文中详细说明了新型拓扑的基本工作原理,对故障分断过程进行理论分析并给出相关参数的影响关系及选取依据,通过搭建基于Pscad/Emtdc仿真软件的新型限流型断路器模型,与已有限流型断路器方案相比,避雷器能量吸收降低了62.8%,故障分断时间减少了0.8 ms,并具有良好的可靠性与经济性,仿真结果验证了所提新型限流型直流断路器拓扑可适用于当前柔性直流电网。

关键词：限流型拓扑高压直流断路器通流容量短路故障直流电网

基于3×3和2×2光纤耦合器梳状滤波器的研究

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光电子．激光 2006年第4期17卷 401-405页

作者：鲁怀伟章宝歌罗冠炜兰州交通大学甘肃兰州730070

提出了由1个3×3和1个2×2单模光纤耦合器级联组成的反射式光纤梳状波长滤波器,给出了其基本结构形式,并对其特性进行了分析。分析结果表明:当组成滤波器的2个耦合器的分光比和光纤干涉臂之差取一些定值时,可以使滤波器产生性能良好的... 详细信息

提出了由1个3×3和1个2×2单模光纤耦合器级联组成的反射式光纤梳状波长滤波器,给出了其基本结构形式,并对其特性进行了分析。分析结果表明:当组成滤波器的2个耦合器的分光比和光纤干涉臂之差取一些定值时,可以使滤波器产生性能良好的梳状输出谱图。与采用3个耦合器串联而成的级联Mach-Zehnder干涉仪(MZI)相比,该器件可以实现相同的功能,但只用到2个耦合器,并且在实际制作时可以对耦合器的分光比进行准确的监测和控制。研制出了具有输出峰间隔为1.6 nm、近似于方波的波长交错滤波器,理论与实验结果基本相符。

关键词：应用光学梳状滤波器 Mach—Zehnder干涉仪(MZI) 波长交错滤波器方向耦合器

电容均压三相四开关整流器多矢量模型预测控制

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中国电力 2019年第10期52卷 45-53,99页

作者：章宝歌马伟杰兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室甘肃兰州730070

三相四开关整流器因其交流侧某一相直接连接在直流侧两电容中性点之间,存在着电容电压不平衡问题。为了保证电容电压平衡,且进一步提高三相四开关整流器控制系统的稳态性能,提出了一种电容均压的多矢量模型预测控制(multi-vector model ... 详细信息

三相四开关整流器因其交流侧某一相直接连接在直流侧两电容中性点之间,存在着电容电压不平衡问题。为了保证电容电压平衡,且进一步提高三相四开关整流器控制系统的稳态性能,提出了一种电容均压的多矢量模型预测控制(multi-vector model predictive control, MVMPC)策略。针对三相四开关整流器无零矢量问题,建立等效零矢量模型;为保证直流电压的稳定,采用参考功率补偿策略来平衡直流侧电容电压;多矢量模型预测控制方面,每个采样周期选取两个基本电压矢量和一个等效零矢量,这使得等效合成矢量方向幅值均可调,扩大了等效合成矢量的作用范围,提高了系统的控制精度。仿真结果表明,电容均压多矢量模型预测控制策略能使三相四开关整流器可靠稳定地运行,对功率、网侧电流、直流侧电容电压等有着良好的控制效果;与传统的模型预测控制策略(conventional model predictive control, CMPC)相比,所提控制策略具有更小的功率脉动以及更低的电流谐波含量,且开关频率恒定,谐波电流分布规律。

关键词：变换器建模与控制模型预测控制代价函数时间优化多矢量三相四开关整流器电容电压平衡

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一种全光纤型窄带梳状滤波器的特性分析

光学技术 2005年第4期31卷 608-610页

作者：鲁怀伟周玲章宝歌罗冠炜兰州交通大学数理与软件工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070

分析了由双光纤定向耦合器组成的梳状滤波器的透射特性。根据传输矩阵,推导出了该滤波器的输出光谱与有关参数之间的关系式。分析结果表明:该滤波器具有法布里_珀罗腔多光束干涉的特点,是一种窄带宽梳状滤波器;耦合器的耦合系数与法布里... 详细信息

分析了由双光纤定向耦合器组成的梳状滤波器的透射特性。根据传输矩阵,推导出了该滤波器的输出光谱与有关参数之间的关系式。分析结果表明:该滤波器具有法布里_珀罗腔多光束干涉的特点,是一种窄带宽梳状滤波器;耦合器的耦合系数与法布里_珀罗腔中的反射率类似,通过控制耦合系数可以调节滤波器的通带半宽度、消光比、隔离度、输出光强等。

关键词：应用光学梳状滤波器光纤方向耦合器法布里-珀罗腔

一种适用于BESS的交错并联双向DC/DC变换器

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太阳能学报 2022年第1期43卷 277-283页

作者：章宝歌张振王天鹏王东豪兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学建筑与城市规划学院兰州730070

针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck... 详细信息

针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。

关键词：电池储能系统双向DC/DC变换器电压增益 Z源网络电压应力