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基于电流激励的储能电池电化学阻抗谱快速检测方法

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电工技术学报 2023年第21期38卷 5889-5899页

作者：吴建鑫杨丽君肖滟琳夏源输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044

电化学阻抗谱(EIS)被广泛用于储能电池性能参量的检测与健康状态评估中。目前EIS检测需要依赖电化学工作站,通过分析扫频激励信号及其响应信号的幅值相位关系获得,检测时间成本较高,且测试回路的阻抗特性限制了其现场的应用。该文提出... 详细信息

电化学阻抗谱(EIS)被广泛用于储能电池性能参量的检测与健康状态评估中。目前EIS检测需要依赖电化学工作站,通过分析扫频激励信号及其响应信号的幅值相位关系获得,检测时间成本较高,且测试回路的阻抗特性限制了其现场的应用。该文提出了一种以多频叠加电流信号作为激励,通过测量电池响应电压信号重构EIS的快速检测方法,设计了一种适用于储能电池的快速EIS检测系统。采用该系统和电化学工作站分别对锂离子电池的EIS进行检测并对比,结果表明该文研究的测试系统不但测试误差小且具有良好的重复性,大幅提高了检测效率。获得0.02 Hz~1 kHz频率内电池EIS的检测时间仅为120 s,相较于电化学工作站测量时间缩短90%。相比于电压激励方法,该文提出的测试系统具有较大的输入阻抗,有利于实现电池EIS的原位检测,加之硬件结构简单、检测效率高等优点,具有较好的现场应用前景。

关键词：电化学阻抗谱储能电池电流信号快速检测输入阻抗

矿物油中糠醛液芯光纤增强拉曼光谱原位检测方法

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电工技术学报 2023年第24期38卷 6828-6838页

作者：宋睿敏王建新陈伟根王子懿张鑫源输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044

矿物油中糠醛含量可有效地反映油浸式电力设备的绝缘老化状态,实现油中糠醛含量的准确检测对油浸式电力设备以至于电网的安全可靠运行具有重要意义。相较于传统检测方法,拉曼光谱法是一种非侵入式、无需样本预处理的检测方法,且简单、可... 详细信息

矿物油中糠醛含量可有效地反映油浸式电力设备的绝缘老化状态,实现油中糠醛含量的准确检测对油浸式电力设备以至于电网的安全可靠运行具有重要意义。相较于传统检测方法,拉曼光谱法是一种非侵入式、无需样本预处理的检测方法,且简单、可靠;但由于其信号强度较弱,难以满足油浸式电力设备油中微量糠醛的准确检测需求。该文开展了基于液芯光纤增强拉曼光谱的油中糠醛原位检测方法研究,研制了可同时实现液芯光纤固定、耦合、进样的适配装置,搭建了用于液芯光纤增强拉曼光谱检测的实验平台,建立了油中糠醛含量与内标后液芯光纤增强拉曼峰强的数学模型,实现了油中糠醛的直接准确检测。研究结果表明,基于液芯光纤增强拉曼光谱的油中糠醛检测具有方法简单、稳定性好、灵敏度高、速度快等特点,为油浸式电力设备油中糠醛的快速准确检测提供了一种新思路。

关键词：油浸式电力设备液芯光纤增强油中糠醛拉曼光谱

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电热气氢综合能源系统随机优化调度

太阳能学报 2023年第11期44卷 522-529页

作者：邓钰龙李春燕邵常政张谦输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044

首先,分析电解槽以及燃料电池等设备工作特点,计及设备的动态能效,建立氢系统设备的精细化模型;其次,建立各种能源间的耦合关系模型,通过电热氢多种储能实现电热气氢系统的能量平衡;最后,计及电热气负荷的波动与可再生能源的不确定性,... 详细信息

首先,分析电解槽以及燃料电池等设备工作特点,计及设备的动态能效,建立氢系统设备的精细化模型;其次,建立各种能源间的耦合关系模型,通过电热氢多种储能实现电热气氢系统的能量平衡;最后,计及电热气负荷的波动与可再生能源的不确定性,以日运行成本最小为目标,建立电热气氢综合能源系统随机优化调度模型。算例分析验证了该优化模型能有效消纳风光资源、降低日运行成本、减少环境污染,具有较好的经济性与环保性。

关键词：氢能太阳能综合能源系统随机优化

适应负荷时空特性的铁路电能质量混合治理装置及控制策略研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：杨宏钧刘俊良杜雄杜程茂陈斌郑连清输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学)

既有研究中，铁路电能质量混合治理装置的设计及验证仅考虑了机车负荷的牵引工况，适应负荷时空特性的治理装置及控制策略尚不明确。为更好实现铁路电能质量综合治理，本文针对V/v型牵引系统提出了考虑时空特性的“RPC+TSC+TCR”混合治... 详细信息

既有研究中，铁路电能质量混合治理装置的设计及验证仅考虑了机车负荷的牵引工况，适应负荷时空特性的治理装置及控制策略尚不明确。为更好实现铁路电能质量综合治理，本文针对V/v型牵引系统提出了考虑时空特性的“RPC+TSC+TCR”混合治理装置，设计了基于供电臂电压电流相位判别的RPC控制策略以及TCR、TSC控制方式，实现机车在多工况下的电能质量治理；此外，采用实际机车模型替换传统谐波源等效模型，能更准确地体现负荷特性；针对Scott型牵引系统进行了应用分析，证明了治理装置及控制策略具有通用性。最后，基于PSCAD搭建仿真平台验证了所提治理方案的有效性，研究成果可为实际工程中的电能质量治理提供技术支撑。

关键词： V/v牵引供电系统 Scott牵引供电系统混合治理装置 RPC控制策略电能质量治理

抑制碳化硅MOSFET阈值电压漂移的驱动电路

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重庆大学学报 2024年

作者：赵柯蒋华平汤磊钟笑寒谢宇庭胡浩伟肖念磊黄诣涵刘立重庆大学输变电装备技术全国重点实验室

碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）的阈值电压漂移严重影响了其在应用中的可靠性。针对该问题，文中总结了碳化硅MOSFET阈值电压漂移的特点与现有的理论模型，并以... 详细信息

碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）的阈值电压漂移严重影响了其在应用中的可靠性。针对该问题，文中总结了碳化硅MOSFET阈值电压漂移的特点与现有的理论模型，并以此为基础提出抑制阈值电压漂移的驱动方法与驱动电路。该驱动电路通过引入中间电平的方式，将被控器件关断动态过程与关断稳态后的栅极电压区分开来，以此来达到降低碳化硅MOSFET的阈值电压漂移量的目的，同时还可以保留负栅极关断电压的优势。搭建了实验平台来验证该驱动电路对碳化硅MOSFET阈值电压漂移的抑制效果，结果表明，在文中的实验条件下该驱动电路相比于传统的驱动方式阈值电压漂移量降低了37%。

关键词：碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管器件阈值电压栅极驱动器

基于负荷可行域和可靠性跟踪的电力系统扩容规划及其求解算法

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上海交通大学学报 2024年

作者：李轩谢开贵邵常政胡博重庆大学输变电装备技术全国重点实验室

电力系统可靠性评估计算复杂度高，难以嵌入电力系统扩容规划模型中。为了实现考虑可靠性的系统扩容规划，提出了一种基于负荷可行域和可靠性跟踪的电力系统扩容规划模型及其求解算法。首先，提出基于负荷可行域的近似距离模型，将可靠... 详细信息

电力系统可靠性评估计算复杂度高，难以嵌入电力系统扩容规划模型中。为了实现考虑可靠性的系统扩容规划，提出了一种基于负荷可行域和可靠性跟踪的电力系统扩容规划模型及其求解算法。首先，提出基于负荷可行域的近似距离模型，将可靠性评估中的切负荷计算从优化问题求解转变为方程求解，降低可靠性评估计算复杂度。其次，基于近似距离模型，建立可靠性指标对设备容量的灵敏度模型，实现针对设备容量的可靠性跟踪。最后，提出了以可靠性提升为目标的电力系统扩容规划模型，提出基于可靠性跟踪和贪心算法的优化求解算法。算例结果表明：近似距离模型能够有效降低可靠性评估的计算复杂度；灵敏度模型能够正确反映设备容量变化对系统可靠性的影响；扩容规划模型及求解算法能够达到最优的系统扩容规划结果。

关键词：扩容规划可靠性跟踪负荷可行域近似距离模型贪心算法

含状态耦合约束的分布式船舶储能系统两层能量管理方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：高嘉伟罗颖冰孔赖强方斯顿牛涛陈冠宏廖瑞金输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学)

大规模分布式船舶储能系统(Distributed Energy Storage System， DESS)可提高船舶微电网的冗余并保证运行安全。然而，不确定的船舶运行环境容易导致分布式储能运行特性不一致。在此背景下，论文提出一种含状态耦合约束的分布式船舶储... 详细信息

大规模分布式船舶储能系统(Distributed Energy Storage System， DESS)可提高船舶微电网的冗余并保证运行安全。然而，不确定的船舶运行环境容易导致分布式储能运行特性不一致。在此背景下，论文提出一种含状态耦合约束的分布式船舶储能系统两层能量管理策略。首先，计及不确定航运环境影响，建立船舶储能系统寿命-功率特性耦合模型，量化其在不同循环寿命下的最大可用功率范围。随后，建立分布式储能系统两层能量管理策略，结合长时间尺度节能调度与短时间尺度功率分配控制，减少多时间尺度下不确定航运环境的影响。最终，通过HiL硬件在环实时仿真系统验证所提方法，与两种传统的能量管理方法相比，所提方法能够保证每个储能系统运行在安全出力范围内，且燃油经济性提高20.8%，微网母线电压暂降偏差最高降低73.5%。

关键词：全电船舶分布式储能系统寿命-功率状态耦合能量管理功率分配控制

双永磁同步电机自适应抗负载扰动交叉耦合稳定控制策略

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中国电机工程学报 2024年

作者：伍云艳向学位李辉李文东陈思宇重庆大学输变电装备技术全国重点实验室

双永磁同步电驱系统广泛应用于高精度位置同步传动，针对现有独立控制策略下负载扰动易造成位置同步性能下降问题，提出交叉耦合控制的双永磁同步电驱系统自适应参数整定优化策略。首先，基于传递函数方法，分析交叉耦合结构作用于单电... 详细信息

双永磁同步电驱系统广泛应用于高精度位置同步传动，针对现有独立控制策略下负载扰动易造成位置同步性能下降问题，提出交叉耦合控制的双永磁同步电驱系统自适应参数整定优化策略。首先，基于传递函数方法，分析交叉耦合结构作用于单电机不同位置控制的稳定性和带宽，提出兼顾稳定性和抗扰能力的基于电流环交叉耦合的双永磁同步电机PID位置同步控制结构。其次，基于频域分析传递函数，理论上获取PID控制器参数与双电驱系统稳定性和抗扰能力之间的耦合映射关系，提出了表征系统稳定性和抗扰性的等效控制参数和抗负载扰动的自适应参数整定方法。最后，搭建双永磁同步电机实验平台，在阶跃和脉动负载工况下与传统PI控制策略作对比实验，结果表明所提控制策略在不同转速下抗不同负载的有效性。

关键词：双电机系统交叉耦合控制扰动抑制参数自适应位置同步

一种适用于IIOS型光伏直流汇集系统的新型短路故障容错拓扑

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中国电机工程学报 2024年

作者：郭珂刘朋超莫智荣禄子昂杨小林李淞轩输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学)

独立输入串联输出（Input-Independent and Output-Series，IIOS）的光伏直流升压汇集系统存在易发生直流侧短路故障的问题，其会严重影响汇集系统稳定运行，极端情况下可能会使系统内开关器件大量损坏。为解决该问题，文章提出了一种... 详细信息

独立输入串联输出（Input-Independent and Output-Series，IIOS）的光伏直流升压汇集系统存在易发生直流侧短路故障的问题，其会严重影响汇集系统稳定运行，极端情况下可能会使系统内开关器件大量损坏。为解决该问题，文章提出了一种新型短路故障容错拓扑结构，在低压侧短路故障时仍能保障汇集系统正常运行，在中压侧短路故障时则能快速清除故障电流。与现有方案对比，所提拓扑显著减少了开关器件的使用数量，降低了器件应力，提高了低压侧短路故障容错能力，并实现部分半导体器件的软开关，有效提高了汇集系统的运行效率和可靠性。文章详细分析了所提拓扑的工作原理和控制策略，并通过仿真和实验验证了其有效性。

关键词：独立输入串联输出光伏直流汇集短路故障