检索结果-南通市图书馆

基于反相层叠载波的三电平逆变器漏电流抑制和中点平衡方法

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高电压技术 2023年第5期49卷 2068-2076页

作者：余天宝万文超付函段善旭强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074

三电平光伏逆变器的中点波动和漏电流会影响系统的可靠运行和输出质量。为此,提出了一种兼顾漏电流抑制和中点电压平衡的调制策略,在反相层叠载波的基础上通过特定零序分量注入将开关周期内共模电压峰峰值降为六分之一母线电压,波动频... 详细信息

三电平光伏逆变器的中点波动和漏电流会影响系统的可靠运行和输出质量。为此,提出了一种兼顾漏电流抑制和中点电压平衡的调制策略,在反相层叠载波的基础上通过特定零序分量注入将开关周期内共模电压峰峰值降为六分之一母线电压,波动频率降为开关频率,从而有效抑制漏电流;同时通过零序分量切换控制中点电流,平衡直流侧中点电位;根据判定电流方向,对调制波进行修正,避免死区对漏电流抑制的影响。最终通过实验验证了所提调制策略的可行性和有效性。

关键词：三电平逆变器漏电流反相层叠载波共模中点平衡

有源中点钳位逆变器的损耗均衡和效率优化策略

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电工技术学报 2022年第19期37卷 4872-4882页

作者：万文超段善旭余天宝米慧瑶强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074

针对有源中点钳位(ANPC)逆变器,基于开关损耗分配的基本原理,建立开关器件的损耗估计模型,提出一种主动调节损耗分布的方法,通过合理分配不同开关器件来承受开关损耗,调节各模态的起始时间和持续时间,尽可能地减小各开关器件之间的损耗... 详细信息

针对有源中点钳位(ANPC)逆变器,基于开关损耗分配的基本原理,建立开关器件的损耗估计模型,提出一种主动调节损耗分布的方法,通过合理分配不同开关器件来承受开关损耗,调节各模态的起始时间和持续时间,尽可能地减小各开关器件之间的损耗差异,并扩展到变功率因数角的场合,该方法实施简单且有效。此外,当桥臂输出电压被钳位到直流中点时,通过对驱动时序的调整和重新构造,使两条零电平回路同时导通(TZCC)进行续流,有效地减小了导通损耗,进一步提升变换器效率。较传统的损耗均衡或效率优化单一目标上,所提方法在损耗均衡的同时又能兼顾其运行效率,充分地发挥出ANPC逆变器的优势。最后,通过仿真和实验验证了所提策略的有效性。

关键词：有源中点钳位(ANPC)逆变器损耗均衡驱动重构效率提升

基于Si IGBT和SiC MOSFET的飞跨电容MMC拓扑及其调制策略

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高电压技术 2022年第10期48卷 4060-4071页

作者：井开源林磊殷天翔黄强华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

降低模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)子模块电容电压波动对提高MMC功率密度,实现MMC轻型化具有重要意义。在降低MMC子模块电容电压波动的方案中,飞跨电容MMC(flying-capacitor MMC,FC-MMC)以其良好的性能得到了... 详细信息

降低模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)子模块电容电压波动对提高MMC功率密度,实现MMC轻型化具有重要意义。在降低MMC子模块电容电压波动的方案中,飞跨电容MMC(flying-capacitor MMC,FC-MMC)以其良好的性能得到了广泛的关注。基于传统FC-MMC方案,提出了一种采用Si IGBT与SiC MOSFET混合器件的FC-MMC拓扑,该拓扑每个桥臂包括两个SiC子模块及多个Si子模块,减少了SiC功率器件的使用量。进而提出了相应的调制策略,将大部分开关动作转移到SiC子模块,充分利用了SiC MOSFET开关损耗低和Si IGBT导通损耗低的优势,在不过多增加成本的情况下,降低了FC-MMC的总损耗。通过实验和损耗分析验证了所提方案的有效性和可行性。

关键词： FC-MMC 混合器件拓扑改进调制策略 SiC MOSFET Si IGBT 损耗优化

面向分布式电源功率波动平抑的变频空调集群多时间尺度模型预测控制策略

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电工技术学报 2022年第19期37卷 4848-4861页

作者：杨炜晨苗世洪刘志伟涂青宇林毓军强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074

为发挥变频空调(IAC)集群在平抑分布式电源波动方面的调控潜力,该文提出一种变频空调集群多时间尺度模型预测控制策略。首先,根据IAC调控方式的不同,构建基于温度指令调控的等效电机模型与基于直接功率控制的等效储能模型,分别用以实现... 详细信息

为发挥变频空调(IAC)集群在平抑分布式电源波动方面的调控潜力,该文提出一种变频空调集群多时间尺度模型预测控制策略。首先,根据IAC调控方式的不同,构建基于温度指令调控的等效电机模型与基于直接功率控制的等效储能模型,分别用以实现IAC集群的15min级与1min级控制。在温度指令调控方面,考虑IAC响应目标温度所需的动态过程,利用集中式控制架构实现温度指令的优化整定,并进一步研究了IAC的有序动作策略以缓解大规模IAC同时动作所带来的功率冲击问题;在直接功率控制方面,计及IAC间的状态差异,采用集中优化、自主响应的方式实现IAC集群的功率优化与快速响应。最后,经算例仿真,验证了该文所提控制策略可实现IAC集群的多时间尺度协同,能够有效平抑分布式电源的功率波动。

关键词：变频空调集群多时间尺度控制模型预测控制功率波动平抑

6.5kV SiC MOSFET模块加权优化设计与实验研究

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电工技术学报 2022年第19期37卷 4911-4922页

作者：尚海梁琳王以建杨英杰强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074

针对高压SiC模块的封装关键问题(即绝缘性能、寄生参数、热管理),该文提出多目标加权优化方法,实现6.5kV SiC MOSFET模块多个性能指标的折中和优化。首先,通过建立电、热、力多物理场有限元模型分别对量化指标寄生电容、焊料层热应力以... 详细信息

针对高压SiC模块的封装关键问题(即绝缘性能、寄生参数、热管理),该文提出多目标加权优化方法,实现6.5kV SiC MOSFET模块多个性能指标的折中和优化。首先,通过建立电、热、力多物理场有限元模型分别对量化指标寄生电容、焊料层热应力以及电场强度进行建模,并对三者进行加权优化,得到最优尺寸参数以保证6.5kV SiC MOSFET模块的整体性能;然后,通过对外壳和端子的设计,保证模块外部绝缘可靠的同时尽可能降低寄生电感,实现模块寄生电感和外部绝缘性能的折中;最后,通过双脉冲实验、耐压测试等验证所研制模块的性能优势及多目标加权优化方法的有效性。结果表明,所提研制模块能够在4 500V/14A的条件下可靠工作;在寄生参数、绝缘性能得到优化的同时,保证了模块整体性能的优越性。

关键词：高压SiC MOSFET 封装多物理场多目标加权优化

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一种逆变电源组网的选择性保护策略

高电压技术 2022年第6期48卷 2357-2365页

作者：贺暕刘邦银段善旭华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

以逆变器为主电源的交流电网对供电有很高的可靠性要求,当负载侧发生短路故障时,系统要求能够迅速切除故障支路,然后恢复对其他支路的正常供电,实现选择性保护。逆变电源组网具有短路电流不随短路点位置改变的特点,且逆变器处于限流运... 详细信息

以逆变器为主电源的交流电网对供电有很高的可靠性要求,当负载侧发生短路故障时,系统要求能够迅速切除故障支路,然后恢复对其他支路的正常供电,实现选择性保护。逆变电源组网具有短路电流不随短路点位置改变的特点,且逆变器处于限流运行时短路电流由逆变器控制。目前已有的逆变电源组网保护策略大多需要使用基于微处理器的数字继电器。针对380 V等级的逆变组网短路保护问题,提出了一种基于“阶梯限流”的短路保护策略,与断路器和熔断器等配电系统的常规保护元件进行配合就可以实现选择性保护,无须再使用较为复杂、昂贵的数字继电器,控制算法简单、易于实现。此外,给出了详细的保护整定过程和设计实例,可以用来指导系统的保护设计。实验结果表明,采用所提出的限流策略和保护整定方法,可以迅速把故障支路切除,实现选择性保护,避免扩大停电区域,验证了所提出策略的有效性。

关键词：逆变电源组网短路故障阶梯限流选择性保护保护整定

一种模块化多电平换流器子模块开路故障的快速检测与诊断方法

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电工技术学报 2022年第19期37卷 4883-4894页

作者：刘座辰林磊殷天翔黄一洪时晓洁强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074

基于模块化多电平换流器(MMC)子模块(SM)开关器件故障引起的电容电压异常变化问题,该文提出一种故障快速检测与诊断方法。首先通过局部离群因子(LOF)算法分析桥臂中所有子模块对应的电容电压逐段求和值,从而同时实现对故障子模块的快速... 详细信息

基于模块化多电平换流器(MMC)子模块(SM)开关器件故障引起的电容电压异常变化问题,该文提出一种故障快速检测与诊断方法。首先通过局部离群因子(LOF)算法分析桥臂中所有子模块对应的电容电压逐段求和值,从而同时实现对故障子模块的快速检测与定位;之后通过判断故障子模块所在桥臂中正常子模块电容电压的变化趋势快速识别故障开关器件,完成故障分类。由于所提方法具有局部异常特征分析的特性,可适用于单一故障、同桥臂多故障及不同桥臂多故障发生的全部故障类型。同时,该方法不受系统参数不确定性的影响,适用性强,且相较于传统方法具有更快的诊断速率。仿真与实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：模块化多电平换流器故障检测故障诊断局部离群因子

基于集群划分的光伏电站集群发电功率短期预测方法

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高电压技术 2022年第5期48卷 1943-1951页

作者：卢俊杰蔡涛郎建勋彭小圣程凯华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

光伏发电集群的功率预测对区域光伏发电的优化调度意义重大。为提升光伏电站集群功率预测精度,提出了基于K均值聚类划分的光伏集群短期功率预测方法,以场站光伏发电特征为参照,进行集群聚类划分,并引入带补偿偏置的长短期记忆网络(bias ... 详细信息

光伏发电集群的功率预测对区域光伏发电的优化调度意义重大。为提升光伏电站集群功率预测精度,提出了基于K均值聚类划分的光伏集群短期功率预测方法,以场站光伏发电特征为参照,进行集群聚类划分,并引入带补偿偏置的长短期记忆网络(bias compensation long short-term memory network,BC-LSTM)进行功率预测。算例结果表明,使用带补偿偏置的长短期记忆网络相较于长短期记忆网络网络(long short-term memory network,LSTM)能够提升约0.6%的预测精度,使用集群累加法相较于统计升尺度法和累加法也能够提升约0.5%的预测精度。

关键词：光伏集群电站功率预测集群划分 K均值聚类带补偿偏置的长短期记忆神经网络集群累加法

考虑谐振抑制的永磁同步电机长线缆驱动系统转子初始位置辨识技术

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电工技术学报 2022年第19期37卷 4938-4946页

作者：陈东东王晋李子博周理兵强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074

在永磁同步电机长线缆驱动系统安装LC滤波器可能会引起谐振,导致转子初始位置辨识失败。主动阻尼控制能够抑制LC滤波器引起的谐振,从而保障转子初始位置辨识的成功。在估计的同步旋转轴系上注入高频电压信号,对高频电流响应解调后得到... 详细信息

在永磁同步电机长线缆驱动系统安装LC滤波器可能会引起谐振,导致转子初始位置辨识失败。主动阻尼控制能够抑制LC滤波器引起的谐振,从而保障转子初始位置辨识的成功。在估计的同步旋转轴系上注入高频电压信号,对高频电流响应解调后得到两种可能的结果,对应不同的极性。根据电机磁路的饱和效应,施加不同的直流电流激励并对比每种激励下的实验结果,可以完成极性辨别。在注入高频电压信号和施加直流电流激励的过程中,LC滤波器将引起系统谐振。针对这一问题,提出一种基于高通滤波器的主动阻尼控制方法,在传统电流环的基础上增加一个反馈通路,等效地增大谐振频率处的系统阻尼;然后进行主动阻尼控制方法的参数设计和稳定性证明;最后开展实验,得到成功抑制谐振后的实验结果,证明所提考虑谐振抑制的永磁同步电机长线缆驱动系统转子初始位置辨识技术的有效性。

关键词：永磁同步电机初始位置辨识主动阻尼谐振抑制