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宽输入双有源桥变换器移相变频控制策略研究

太阳能学报 2024年第6期45卷 234-243页

作者：卓福生董纪清福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福州350108

重点分析三重移相控制下宽输入工况对双有源桥DC-DC变换器特性的影响,分别推导宽范围输入电压情况下软开关范围、电流峰值和电流有效值随开关频率变化的理论表达式。在此基础上,提出一种移相变频混合控制策略,通过调节开关频率扩大双有... 详细信息

重点分析三重移相控制下宽输入工况对双有源桥DC-DC变换器特性的影响,分别推导宽范围输入电压情况下软开关范围、电流峰值和电流有效值随开关频率变化的理论表达式。在此基础上,提出一种移相变频混合控制策略,通过调节开关频率扩大双有源桥DC-DC变换器的软开关范围,并降低电流峰值和电流有效值,提高变换器的整体效率。最后,搭建一台基于SiC器件的1 kW双有源桥DC-DC变换器样机验证所提控制策略的有效性。

关键词：双向DC-DC变换器 DAB变换器电流峰值电流有效值移相变频

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一种基于磁集成的零输入电流纹波高增益直流变换器

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4915-4923,I0026页

作者：林国庆宋天浩彭长川福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福建省福州市350116

针对光伏系统发电模块输出电压低、DC/DC变换器输入电流纹波大等问题,提出一种基于磁集成的零输入电流纹波高增益直流变换器。该变换器在改进型Sepic电路结构的基础上,将输入电感与变压器进行磁集成设计,使变换器只用一个磁性元件即可... 详细信息

针对光伏系统发电模块输出电压低、DC/DC变换器输入电流纹波大等问题,提出一种基于磁集成的零输入电流纹波高增益直流变换器。该变换器在改进型Sepic电路结构的基础上,将输入电感与变压器进行磁集成设计,使变换器只用一个磁性元件即可实现高增益和零输入电流纹波。该文详细分析所提变换器的工作原理以及输入电流零纹波特性、电压增益特性和开关器件应力特性,给出关键参数设计,并详细阐述磁集成设计方案。搭建1台143 W、56 V/380 V的实验样机,验证理论分析的正确性。

关键词：零纹波高增益磁集成 Sepic 新能源发电

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一种非隔离型软开关高增益准Z源DC-DC变换器

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5714-5724,I0023页

作者：周明珠刘超庄一展张艺明福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

文中提出一种非隔离型软开关高增益准Z源DC-DC变换器。变换器具有输入电流连续、输入与输出供地、高电压增益以及开关器件应力小等优点。同时,变换器中所有开关管都工作在零电压开关(zero voltage switching,ZVS)条件下,所有二极管都工... 详细信息

文中提出一种非隔离型软开关高增益准Z源DC-DC变换器。变换器具有输入电流连续、输入与输出供地、高电压增益以及开关器件应力小等优点。同时,变换器中所有开关管都工作在零电压开关(zero voltage switching,ZVS)条件下,所有二极管都工作在零电压零电流开关(zero-voltage zero-current switching,ZVZCS)条件下,可以减小开关管的开关损耗以及二极管的反向恢复损耗。通过引入三耦合绕组提高变换器电压增益,同时,有源钳位电路的加入减小了开关管两端的电压尖峰。较小感值的耦合电感相应的铜损小、体积小,进而提高了变换器的效率和功率密度。深入分析变换器的工作模态,推导变换器的电压增益以及元器件的电压、电流应力,进行稳态分析和参数设计。最后,搭建一台100 kHz、200 W、38~380 V的实验样机,变换器在额定功率的效率为96.13%,实验结果与理论分析相吻合,证明所提变换器的可行性。

关键词： DC-DC变换器输入电流连续高电压增益零电压开关有源钳位电路

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永磁同步电机新型模型预测电流控制

电机与控制学报 2024年第5期28卷 91-100页

作者：颜朝斌杨公德杨明发福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 福州大学福建省新能源发电与电能变换重点实验室福建福州350108

为降低传统多矢量模型预测电流控制(MPCC)算法的计算量和复杂度,并保证良好的控制性能,提出了快速筛选第二电压矢量的新型多矢量MPCC算法。根据电流无差拍控制原则,通过直交轴电流差值定义直交轴电流判定因数,简化了第二电压矢量选择过... 详细信息

为降低传统多矢量模型预测电流控制(MPCC)算法的计算量和复杂度,并保证良好的控制性能,提出了快速筛选第二电压矢量的新型多矢量MPCC算法。根据电流无差拍控制原则,通过直交轴电流差值定义直交轴电流判定因数,简化了第二电压矢量选择过程,减轻了控制芯片的计算量,并保持了低电流脉动的优势。在新型双矢量MPCC算法基础上,提出了结合直交轴电流判定因数和有效电压矢量表用以直接选择第二电压矢量的新型三矢量MPCC算法。实验结果表明,新型多矢量MPCC算法在保持传统多矢量MPCC算法控制性能的同时,新型双矢量MPCC算法的计算量减少33.96%,新型三矢量MPCC算法的计算量减少48.7%。

关键词：永磁同步电机模型预测电流控制电流判定因数双矢量三矢量计算复杂度

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无轴承磁通切换电机转子磁悬浮内模控制研究

电源学报 2024年

作者：陈东远周扬忠周谋捷福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学)

为了增强转子径向磁悬浮运行的鲁棒性，本文结合非线性反馈线性化理论和内模控制方法，提出一种无轴承磁通切换电机转子磁悬浮控制策略。该控制策略以无轴承磁通切换电机转子动力学模型为内模，通过二阶滤波器将实际电机与内模输出之差... 详细信息

为了增强转子径向磁悬浮运行的鲁棒性，本文结合非线性反馈线性化理论和内模控制方法，提出一种无轴承磁通切换电机转子磁悬浮控制策略。该控制策略以无轴承磁通切换电机转子动力学模型为内模，通过二阶滤波器将实际电机与内模输出之差扩张成一个新型非线性误差系统，并根据输入–输出反馈线性化理论计算悬浮电流给定。仿真及实验结果表明，所提控制策略能够有效地实现转子径向磁悬浮高鲁棒性运行控制。

关键词：无轴承磁通切换电机转子动力学模型非线性反馈线性化内模控制

双五相PMSM串联系统内嵌ADRC的无差拍控制

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电源学报 2024年

作者：丁逸健周扬忠福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学)

五相永磁同步电机(Five-Phase Permanent Magnet Synchronous Motor，FPPMSM)反电动势谐波会显著降低单逆变器供电双FPPMSM串联驱动系统解耦运行性能；传统的基于电机准确模型构建的双FPPMSM串联驱动系统控制策略对电机参数变化太敏感... 详细信息

五相永磁同步电机(Five-Phase Permanent Magnet Synchronous Motor，FPPMSM)反电动势谐波会显著降低单逆变器供电双FPPMSM串联驱动系统解耦运行性能；传统的基于电机准确模型构建的双FPPMSM串联驱动系统控制策略对电机参数变化太敏感。为此，本文首先构建以磁链幅值及转矩角为中间变量的转矩与磁链之间解耦的无差拍控制；接着，构建速度环自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control， ADRC)产生电机基波转矩给定，并基于此，构建转矩环自抗扰控制产生转矩角增量。实验表明所提控制策略对电机参数变化不敏感，两台电机之间解耦运行性能更佳。

关键词：单逆变器供电双五相永磁同步电机串联驱动无差拍控制自抗扰

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一种低电流纹波高增益软开关直流变换器

电源学报 2024年第2期22卷 36-46页

作者：王建林国庆福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福州350116

提出了一种应用于新能源发电系统的低电流纹波高增益软开关直流变换器。在传统交错Boost变换器基础上,该变换器通过引入耦合电感和二极管、电容升压单元提高电压增益,耦合电感在整个开关周期过程中都传递能量,提高了磁芯利用率。输入侧... 详细信息

提出了一种应用于新能源发电系统的低电流纹波高增益软开关直流变换器。在传统交错Boost变换器基础上,该变换器通过引入耦合电感和二极管、电容升压单元提高电压增益,耦合电感在整个开关周期过程中都传递能量,提高了磁芯利用率。输入侧工作在交错模式,两相电感电流纹波可以相互抵消,从而获得较低的输入电流纹波。由于耦合电感自身漏感的存在,减轻了整流二极管反向恢复问题,同时采用有源钳位电路回收利用漏感能量,实现了所有开关管零电压软开关,抑制了开关管关断电压尖峰,提高了变换器转换效率。详细分析了变换器的工作原理、电路特性以及软开关实现方法。最后,搭建了一台200 W的试验样机验证了理论分析的正确性。

关键词：新能源发电低电流纹波高增益零电压软开关

考虑分区域动态电价机制引导的电动汽车充电优化策略

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 33-44页

作者：邓衍辉李剑卢国强王怀远新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福建福州350116 国网青海省电力公司青海西宁810000

为应对大规模电动汽车无序充电引起的配电网运行损耗增加问题,提出一种分区域动态电价机制引导的电动汽车(electric vehicle,EV)充电优化策略。该动态电价机制是根据不同区域内的负荷特点建立不同的动态电价,从而优化对应区域的EV充电... 详细信息

为应对大规模电动汽车无序充电引起的配电网运行损耗增加问题,提出一种分区域动态电价机制引导的电动汽车(electric vehicle,EV)充电优化策略。该动态电价机制是根据不同区域内的负荷特点建立不同的动态电价,从而优化对应区域的EV充电。其中商业区建立计及充电站充电总功率的动态电价模型,居民区和办公区采用计及风光出力的动态电价模型。同时,提出充电效益系数模型以提升在居民区和办公区用户的充电时间满意度。最后,在IEEE33节点系统上进行仿真验证。结果表明,所提出的基于分区域动态电价机制的EV充电优化策略能够在保证车主利益的同时,降低网损、提高配网电压质量、促进风光消纳以及提升配网的经济性。

关键词：电动汽车动态电价机制充电效益系数新能源消纳

基于拉曼光谱数据处理和谱峰识别的变压器油绝缘老化研究

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电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 158-166页

作者：刘庆珍张溢鄢仁武福州大学电气工程与自动化学院福建省新能源发电与电能变换重点实验室福建福州350108 福建理工大学电子电气与物理学院福建福州350118

针对变压器油的拉曼光谱分析通常受到噪声和荧光背景等的干扰以及谱峰位置难以识别的问题,提出了一种改进的数据处理和谱峰识别算法,用于变压器油老化评估时的拉曼光谱分析。提出一种自适应Savitzky-Golay滤波法,引入自适应窗口大小拉... 详细信息

针对变压器油的拉曼光谱分析通常受到噪声和荧光背景等的干扰以及谱峰位置难以识别的问题,提出了一种改进的数据处理和谱峰识别算法,用于变压器油老化评估时的拉曼光谱分析。提出一种自适应Savitzky-Golay滤波法,引入自适应窗口大小拉曼光谱数据进行去噪处理。采用改进的多项式拟合算法对去噪后的数据进行去除荧光背景处理,减小荧光背景对拟合结果的影响。通过数据点与期望的拉曼信号的接近程度为每个数据点赋予权重,以实现更准确的去荧光背景处理。利用谱峰识别技术判别变压器油的老化程度,采用大小两种尺度高斯窗口判别法来识别谱峰,并结合局部加权信噪比(local weighted signal-to-noise ratio,LW_SNR)来判断疑似拉曼谱峰的真实性。最后通过实验验证了所提算法在变压器油老化评估中的有效性。

关键词：去噪荧光背景谱峰识别局部窗口加权信噪比变压器油老化评估