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不平衡工况下交直流配电网非隔离变换器

高电压技术 2023年第11期49卷 4849-4858页

作者：王磊张馨方尹泽华韩肖清任宇太原理工大学电力系统运行与控制山西省重点实验室太原030024 国网山西省电力公司太原供电公司太原030001

非隔离变换器具有高效、经济的优势,因此在低压交直流配电网中具有广阔的应用前景,但漏电流及供电质量低的问题限制了非隔离变换器的推广应用。为此,通过构建变换器的共模等效电路,对传统四桥臂变换器进行改进,得到一种无漏电流的共地... 详细信息

非隔离变换器具有高效、经济的优势,因此在低压交直流配电网中具有广阔的应用前景,但漏电流及供电质量低的问题限制了非隔离变换器的推广应用。为此,通过构建变换器的共模等效电路,对传统四桥臂变换器进行改进,得到一种无漏电流的共地型四桥臂变换器。在此基础上,分析不平衡工况下直流侧二倍频波动及基频共模波动机理,并提出共地型四桥臂拓扑的多目标复合控制策略。最后,经dSPACE实验平台进行对比验证,研究结果表明:采用所提共地型四桥臂拓扑及复合控制策略,漏电流得到了有效抑制,双极直流母线电压保持稳定,实现了低压交直流配电网的安全稳定运行。研究结果证明了所提策略的有效性。

关键词：低压交直流配电网非隔离漏电流不平衡共地型复合控制

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一种用于漏电流抑制的改进型H7逆变器

太阳能学报 2023年第2期44卷 460-467页

作者：马海啸应雯南京邮电大学自动化学院人工智能学院南京210023

提出一种用于漏电流抑制的改进型H7逆变器拓扑来抑制无变压器光伏发电系统中的漏电流。该拓扑在H7型逆变器拓扑的基础上增加了一个钳位电路,该电路由3个容值相等的分压电容和3个钳位开关管构成,钳位电路可实现逆变器的共模电压在续流状... 详细信息

提出一种用于漏电流抑制的改进型H7逆变器拓扑来抑制无变压器光伏发电系统中的漏电流。该拓扑在H7型逆变器拓扑的基础上增加了一个钳位电路,该电路由3个容值相等的分压电容和3个钳位开关管构成,钳位电路可实现逆变器的共模电压在续流状态内保持稳定。同时提出一种共模电压高频控制方案,在保证钳位点的电压为UPV/3或2UPV/3的基础上增加了共模电压的频率,对应的增加了电路的共模回路阻抗,系统的共模特性得到了优化,漏电流的抑制效果更好。搭建一台每相输出200 W的原理样机,通过saber仿真和硬件实验验证了理论分析的正确性。

关键词：光伏发电三相逆变器漏电流共模电压开关状态

单相光伏级联多电平逆变器漏电流抑制与功率均衡控制综述

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电力系统自动化 2023年第9期47卷 202-215页

作者：张兴吴孟泽王明达王平洲付新鑫赵涛可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 青岛大学电气工程学院山东省青岛市266071

单相级联多电平逆变器(CMI)因其可实现组件级最大功率点跟踪(MPPT)、组件可关断、多电平输出电压谐波含量低、集优化器与并网逆变器为一体的结构等优势,近年来在光伏并网系统的研究领域受到关注。以单相非隔离型独立直流母线结构的光伏... 详细信息

单相级联多电平逆变器(CMI)因其可实现组件级最大功率点跟踪(MPPT)、组件可关断、多电平输出电压谐波含量低、集优化器与并网逆变器为一体的结构等优势,近年来在光伏并网系统的研究领域受到关注。以单相非隔离型独立直流母线结构的光伏级联多电平逆变器(PV-CMI)为研究对象,针对其存在的两个问题进行综述:一是因缺少隔离环节可能导致的漏电流问题:二是单相PV-CMI各单元间相互独立的直流光伏输入可能导致的功率不均衡问题。这两个问题对单相PVCMI的安全稳定运行造成了威胁,从而极大地限制了单相PV-CMI的推广和应用。文中分析了单相PV-CMI的基本原理和拓扑特点,分别就其漏电流与光伏功率不均衡两大关键问题,综述现有的研究方案并进行了总结。最后,展望了PV-CMI未来的发展趋势及其存在的技术挑战,为后续研究提供了参考。

关键词：级联多电平逆变器(CMI) 漏电流功率不均衡光伏逆变器

调控链段饱和度提高环氧电极化储能薄膜综合储能性能

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高电压技术 2023年第3期49卷 1095-1104页

作者：毛佳乐马文杰王双李敬张磊成永红西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

新能源系统、电动汽车等环保产业的飞速发展,要求系统内电容器储能介质在宽的温度范围内具有稳定且高的储能密度和储能效率。现阶段常用的双轴拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜因其储能密度低,工作温度低,难以满... 详细信息

新能源系统、电动汽车等环保产业的飞速发展,要求系统内电容器储能介质在宽的温度范围内具有稳定且高的储能密度和储能效率。现阶段常用的双轴拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜因其储能密度低,工作温度低,难以满足日益增长的储能设备需求,使得开发新型聚合物介质储能薄膜成为研究热点。为此基于前期研究的具有优异常温储能性能的环氧电极化储能薄膜,通过调控环氧薄膜分子结构内苯环和脂肪环的配比调控链段饱和度进而提高其综合储能性能。研究表明,基体采用环氧树脂,芳香胺固化剂完全或者部分采用脂肪环固化剂替代,一定程度上降低环氧储能薄膜的饱和度,可以既保证其有较高的工作温度,又具有稳定且极高的储能效率,达到在100℃下获得2.1 J/cm^(3)的情况下同时保持高达99%的储能效率。最后,通过漏电流和高电压介电谱分析环氧薄膜的损耗机理,发现分子结构中苯环和氢化苯环造成损耗的方式不同,进一步证实了通过调控分子链段饱和度提高环氧薄膜综合储能性能的可行性。

关键词：环氧储能薄膜链段饱和度储能效率漏电流高压介电损耗

高性能PIN-硅探测器的研制及其在高能放射性核束实验中的应用测试

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物理学报 2023年第12期72卷 74-82页

作者：陈翠红李占奎王秀华李荣华方芳王柱生李海霞中国科学院近代物理研究所核探测器研究室兰州730000

鉴于国内核物理实验对高性能硅探测器有大量需求,而国外对中国进行技术封锁,满足实验需求的高性能探测器不易获得.中国科学院近代物理研究所在原有制备工艺基础上首次采用套刻技术,有效减少了光刻及腐蚀过程造成的Si O2沾污,大幅提高了... 详细信息

鉴于国内核物理实验对高性能硅探测器有大量需求,而国外对中国进行技术封锁,满足实验需求的高性能探测器不易获得.中国科学院近代物理研究所在原有制备工艺基础上首次采用套刻技术,有效减少了光刻及腐蚀过程造成的Si O2沾污,大幅提高了探测器性能和成品率.本文对采用该工艺研制的300μm厚,有效面积50 mm×50 mm硅探测器进行电学性能测试和在束探测性能测试.探测器在-45 V耗尽电压下,其漏电流小于40 n A,对5 Me V左右的a粒子的能量分辨(σ)约为45 ke V.将该探测器作为能量沉积(ΔE)探测器,利用250 Me V/u的11C放射性束流及其在次级碳靶上的反应产物对探测器进行了探测性能测试.测试结果显示,该探测器对于C元素的电荷数Z的分辨为0.17,与文献中记录的国外生产的同类型探测器的实验数据(Z分辨0.19)相当,可以满足中高能放射性束实验对轻质量区粒子鉴别的要求.

关键词：硅探测器套刻技术漏电流电荷数分辨

复合漏电模型建立及阶梯场板GaN肖特基势垒二极管设计

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物理学报 2022年第5期71卷 274-282页

作者：刘成李明文章顾钊源杨明超刘卫华韩传余张勇耿莉郝跃西安交通大学微电子学院西安市微纳电子与系统集成实验室西安710049 西安交通大学电气工程学院西安710049 西安电子科技大学微电子学院西安710071

准垂直GaN肖特基势垒二极管(SBD)因其低成本和高电流传输能力而备受关注.但其主要问题在于无法很好地估计器件的反向特性,从而影响二极管的设计.本文考虑了GaN材料的缺陷以及多种漏电机制,建立了复合漏电模型,对准垂直Ga N SBD的特性进... 详细信息

准垂直GaN肖特基势垒二极管(SBD)因其低成本和高电流传输能力而备受关注.但其主要问题在于无法很好地估计器件的反向特性,从而影响二极管的设计.本文考虑了GaN材料的缺陷以及多种漏电机制,建立了复合漏电模型,对准垂直Ga N SBD的特性进行了模拟,仿真结果与实验结果吻合.基于此所提模型设计出具有高击穿电压的阶梯型场板结构准垂直GaN SBD.根据漏电流、温度和电场在反向电压下的相关性,分析了漏电机制和器件耐压特性,设计的阶梯型场板结构准垂直GaN SBD的Baliga优值BFOM达到73.81 MW/cm^(2).

关键词： GaN肖特基二极管漏电流击穿电压阶梯型场板

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应用于光伏并网的双模共地型逆变器

太阳能学报 2024年第1期45卷 20-24页

作者：梁国壮韩沛松赵焕文王飞曹媛田涵雷河北科技大学电气工程学院石家庄050018 华润电力唐山丰润有限公司唐山063000 国网陕西省电力有限公司富县供电分公司延安727500 国网河北省电力有限公司经济技术研究院石家庄050021

研究一种新型无变压器双模式电压源逆变器(VSI);其中共地型结构短路寄生电容,理论上可完全消除漏电流。该逆变器由升降压开关(SBB)模块和LC滤波网络集成,且输出波形具有良好的对称性。所提拓扑具备宽输入电压范围内满足并网电压增益、... 详细信息

研究一种新型无变压器双模式电压源逆变器(VSI);其中共地型结构短路寄生电容,理论上可完全消除漏电流。该逆变器由升降压开关(SBB)模块和LC滤波网络集成,且输出波形具有良好的对称性。所提拓扑具备宽输入电压范围内满足并网电压增益、结构紧凑、调制策略简单等特点。同时,SBB模块可实现软充电,电流应力控制在允许范围内。详细介绍了逆变器的结构特点、工作原理,并设计了闭环控制单元。最后研究结果表明所提VSI的可行性和良好性能。

关键词：光伏系统逆变器无变压器升降压漏电流

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一种无变压器和漏电流的光伏逆变器

高电压技术 2022年第6期48卷 2045-2053页

作者：胡雪峰林鑫龙子康程赫张乔余振海南京信息工程大学自动化学院南京210044 安徽工业大学电气与信息工程学院马鞍山243032

由于传统非隔离型光伏逆变器缺少变压器的隔离作用,导致光伏电池板对地的寄生电容会产生漏电流,给发电系统带来电磁干扰和安全性问题。为此,研究了一种无变压器和漏电流的光伏逆变器,该逆变器在全桥逆变器的基础上通过引入一个开关电容... 详细信息

由于传统非隔离型光伏逆变器缺少变压器的隔离作用,导致光伏电池板对地的寄生电容会产生漏电流,给发电系统带来电磁干扰和安全性问题。为此,研究了一种无变压器和漏电流的光伏逆变器,该逆变器在全桥逆变器的基础上通过引入一个开关电容,使直流输入电源的负极与交流输出端的中性点相连,理论上可完全抑制寄生电容对地的漏电流。该变换器可以采用多种调制策略,增加了控制的灵活性。详细分析了多种调制策略的特点、逆变器的工作原理和稳态特性,并通过仿真和实验验证了理论分析的正确性,研究结果表明所提逆变器具有完全消除漏电流的能力,同时具有较高的能量转换效率。

关键词：光伏逆变器漏电流非隔离调制策略寄生电容

基于漏电流多频率特征的变频电机主绝缘状态在线监测方法

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电机与控制学报 2023年第8期27卷 64-72页

作者：张超凡牛峰孙庆国黄少坡张健李奎方攸同河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 常熟开关制造有限公司江苏常熟215500 北京石油化工学院信息工程学院北京102617 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

定子主绝缘失效将导致变频电机发生严重短路故障,极大降低电机运行可靠性,甚至威胁人身安全。为了保障变频电机系统安全可靠运行,需要对变频电机主绝缘状态进行实时监测和故障预警。首先,通过变频电机定子主绝缘退化等效电路获得漏电流... 详细信息

定子主绝缘失效将导致变频电机发生严重短路故障,极大降低电机运行可靠性,甚至威胁人身安全。为了保障变频电机系统安全可靠运行,需要对变频电机主绝缘状态进行实时监测和故障预警。首先,通过变频电机定子主绝缘退化等效电路获得漏电流频域数学模型。然后,研究了变频电机电压及漏电流频率特征分布规律,分析了绝缘阻抗及退化位置变化对漏电流基波频率倍频、开关频率倍频及二者所构成边带频率特征的影响。进而提出一种基于漏电流多频率特征的变频电机主绝缘状态在线监测方法,不仅可以评估主绝缘退化程度,而且可以精准识别主绝缘退化位置。该方法在变频电机多种运行工况下进行了验证,实验测试与仿真结果一致,验证了所提出主绝缘在线监测方法的有效性和准确性。

关键词：变频电机漏电流频率特征主绝缘在线监测状态评估