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一种新型高变换比双向DC-DC变换器

太阳能学报 2018年第10期39卷 2988-2996页

作者：宋成江陈凯龙孙孝峰朱艳萍李昕电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学电气工程学院)

提出一种新型高变换比双向DC—DC变换器。该变换器具有电压变换比高、低压侧电流纹波小、开关管电压应力小、效率高等优点，特别适合新能源分布式发电并网、燃料电池电动汽车等大变换比应用场合。详细分析该新型高变换比DC—DC变换器正... 详细信息

提出一种新型高变换比双向DC—DC变换器。该变换器具有电压变换比高、低压侧电流纹波小、开关管电压应力小、效率高等优点，特别适合新能源分布式发电并网、燃料电池电动汽车等大变换比应用场合。详细分析该新型高变换比DC—DC变换器正向Boost模式和反向Buck模式的控制策略和工作过程，绘制出主要波形，推导电压变换比和软开关实现条件，并分析谐振电容的选取依据。最后搭建一台500W样机验证了理论分析的正确性。

关键词： DC-DC变换器高变换比谐振高效率

基于开关电容的高增益双输入Boost变换器

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太阳能学报 2018年第3期39卷 797-806页

作者：周悦耿晓珑孙孝峰王宝诚电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学电气工程学院)

在新能源发电系统中，现有的多输入直流变换器不能同时具有电路结构简单、磁元件少、电压增益高、开关器件电压应力低等优点。该文提出3种基于开关电容的单电感高增益双输入Boost变换器拓扑，详细分析更优拓扑的工作原理和开关电容的充... 详细信息

在新能源发电系统中，现有的多输入直流变换器不能同时具有电路结构简单、磁元件少、电压增益高、开关器件电压应力低等优点。该文提出3种基于开关电容的单电感高增益双输入Boost变换器拓扑，详细分析更优拓扑的工作原理和开关电容的充放电特性，提出了能量管理控制方案。变换器能够根据新能源端口的供电变化和负载需求灵活地切换工作模式，适应于新能源随机性和间接性发电的特点，提高系统供电可靠性；开关电容在不同工作模式下均发挥升压作用使其具有高利用率。实验结果验证拓扑的可行性及其控制方案的正确性。

关键词：直流变换器能量管理开关电容高增益充放电特性

基于高阻抗比的并网系统谐波抑制及无功控制策略

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太阳能学报 2018年第12期39卷 3421-3429页

作者：李昕马群齐磊孙孝峰电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学电气工程学院)

为了保证逆变器系统具有良好稳定性且公共耦合点(point of common coupling,PCC)电压幅值在允许的电压偏差内,在考虑传输电缆寄生电容的影响和传输电缆特性的前提下,提出谐波抑制方案和无功控制策略结合的双重控制策略,并结合电缆上抑... 详细信息

为了保证逆变器系统具有良好稳定性且公共耦合点(point of common coupling,PCC)电压幅值在允许的电压偏差内,在考虑传输电缆寄生电容的影响和传输电缆特性的前提下,提出谐波抑制方案和无功控制策略结合的双重控制策略,并结合电缆上抑制背景谐波放大现象确定双重控制策略参数的最优取值,以实现系统稳定运行。仿真和实验结果验证了该双重控制策略的可行性和正确性。

关键词：传输线谐波失真谐波抑制稳定性

带整流器负载的微电网稳定性分析与高频谐振抑制

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太阳能学报 2018年第8期39卷 2365-2372页

作者：孙孝峰唐福顺张浩翔王宝诚李昕电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学电气工程学院)

针对带整流器负载的微电网高频谐振问题,采用基于导纳的Bode稳定性判据进行理论分析,提出一种逆变器输出电流经过比例系数正反馈到电流给定的有源阻尼控制策略,可有效降低逆变器等效输出阻抗,提高系统的稳定裕度。针对整流器负载导纳的... 详细信息

针对带整流器负载的微电网高频谐振问题,采用基于导纳的Bode稳定性判据进行理论分析,提出一种逆变器输出电流经过比例系数正反馈到电流给定的有源阻尼控制策略,可有效降低逆变器等效输出阻抗,提高系统的稳定裕度。针对整流器负载导纳的谐振峰值,提出虚拟电阻的控制策略,可有效抑制其谐振峰值,提高带整流器负载的微电网系统的稳定性。最后利用PSCAD/EMTDC仿真软件,验证上述理论分析的正确性。

关键词： Bode稳定性判据高频谐振正反馈控制虚拟电阻控制

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微电网孤岛运行模式下谐波电流抑制研究

太阳能学报 2020年第3期41卷 167-176页

作者：王晓寰庆宏阳刘聪哲张纯江电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学电气工程学院) 秦皇岛066004

微电网中采用下垂控制的逆变器对外呈现为近似电压源的特性,并经由线路阻抗连接到公共母线处。如果交流母线电压存在谐波分量,在线路阻抗较小的情况下将产生较大的谐波电流,进而降低母线电能质量,影响微电网安全有效运行,因此需对谐波... 详细信息

微电网中采用下垂控制的逆变器对外呈现为近似电压源的特性,并经由线路阻抗连接到公共母线处。如果交流母线电压存在谐波分量,在线路阻抗较小的情况下将产生较大的谐波电流,进而降低母线电能质量,影响微电网安全有效运行,因此需对谐波电流进行相应控制。该文针对低压微电网中逆变器并联孤岛运行系统,提出采用准比例复数积分调节器进行谐波电流抑制的方法,该方法无需坐标变换,可直接针对特定次谐波电流进行控制,并且该复数调节器为一阶系统,较易于工程实现。最后通过仿真和实验对该方法进行验证。

关键词：电力逆变器谐波分析电能质量微电网准比例复数积分调节器

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基于正弦幅值积分器的全电流谐波检测方法

太阳能学报 2020年第2期41卷 172-180页

作者：李建霞闫朝阳代会文李达康鸣王子晗电力电子节能与传动控制河北省重点实验室燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测法,环节繁多且结构复杂,同时低通滤波器(low pass filter,LPF)的存在又影响了谐波检测的快速性。为了准确且快速检测出电网谐波电流,实现对电网的补偿,该文提出一种基于正弦幅值积分器(sinusoidal... 详细信息

基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测法,环节繁多且结构复杂,同时低通滤波器(low pass filter,LPF)的存在又影响了谐波检测的快速性。为了准确且快速检测出电网谐波电流,实现对电网的补偿,该文提出一种基于正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)的全电流谐波检测法,该方法在i_p-i_q谐波检测法的基础上省去负载电流有功分量和无功分量的计算环节,利用SAI的正序基波提取结构替换原来检测法中的LPF,提取出正序基波电流经过运算得到谐波指令电流,从而对电网进行补偿。在平衡电网下对所提方法进行仿真与实验,验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：有源电力滤波器谐波检测分析平衡电网正序基波正弦幅值积分器

弱电网下基于虚拟同步机的并网逆变器短路电流抑制研究

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电工电能新技术 2023年第3期42卷 13-22页

作者：王晓寰闵帆张旭东赵晓君电力电子节能与传动控制河北重点实验室燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

随着电力系统中新能源发电渗透率的提高,电网逐渐趋于弱电网,导致发电系统中低惯量、弱阻尼现象日益严重。虚拟同步机(VSG)技术可以提高惯量增加阻尼,保证系统在小扰动下的动态稳定性。然而高渗透率的电网系统为非无穷大系统,当网侧发... 详细信息

随着电力系统中新能源发电渗透率的提高,电网逐渐趋于弱电网,导致发电系统中低惯量、弱阻尼现象日益严重。虚拟同步机(VSG)技术可以提高惯量增加阻尼,保证系统在小扰动下的动态稳定性。然而高渗透率的电网系统为非无穷大系统,当网侧发生短路故障时,故障瞬间产生因非周期分量引起的暂态冲击电流,仅依靠传统的VSG控制无法有效地抑制短路电流,难以保证系统在大扰动下的暂态稳定性。针对以上问题,本文基于VSG暂态功角特性,提出了适用于弱电网的单位圆混合相量分析法,并结合提出的动态调节控制策略能够在电网阻抗波动时有效地抑制短路电流的稳态值和暂态冲击峰值,保证了系统的暂态稳定性。仿真和实验结果验证了本文所提控制方法的正确性和可行性。

关键词：弱电网虚拟同步机三相短路故障短路电流抑制混合相量分析

基于双点检测SRAPF的环形配电系统背景谐波衰减策略研究

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太阳能学报 2019年第2期40卷 572-579页

作者：沈虹李雪苗康佳孙孝峰燕山大学电气工程学院电力电子节能与传动控制河北省重点实验室秦皇岛066004

对于环型配电网,具有较高的供电可靠性,已然成为一种发展趋势,其线路电感与功率因数校正电容之间的谐振使得系统背景谐波电压谐振放大,导致电力系统中的谐波电压严重畸变。针对环形配电网中谐波谐振现象,提出一种基于双点检测单阻性有... 详细信息

对于环型配电网,具有较高的供电可靠性,已然成为一种发展趋势,其线路电感与功率因数校正电容之间的谐振使得系统背景谐波电压谐振放大,导致电力系统中的谐波电压严重畸变。针对环形配电网中谐波谐振现象,提出一种基于双点检测单阻性有源滤波器(double point detection of single resistive active power filter,DPDSRAPF)的谐波衰减策略,即检测环形配电网中2个节点(其中一个节点为中点,另一节点为中点以外的节点)的谐波电压,而APF和非线性负载改变等工况下,具有更好的鲁棒性和谐波衰减效果。仿真分析和实验结果均验证该方案的正确性和有效性。

关键词：双点检测单阻性有源滤波器环形配电网谐波谐振谐波衰减

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孤岛微电网高频和低频稳定性关联研究

太阳能学报 2019年第4期40卷 1034-1041页

作者：孙孝峰张浩翔蔡瑶朱艳萍赵巍电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学电气工程学院) 秦皇岛066004

针对采用下垂控制策略的孤岛微电网中高频和低频稳定性关联问题进行研究。首先进行逆变器建模,通过基于阻抗的Nyquist稳定判据判断系统的高频稳定性。然后经过公式推导发现系统中存在的高频谐波会在功率计算中产生偏差,进而影响系统的... 详细信息

针对采用下垂控制策略的孤岛微电网中高频和低频稳定性关联问题进行研究。首先进行逆变器建模,通过基于阻抗的Nyquist稳定判据判断系统的高频稳定性。然后经过公式推导发现系统中存在的高频谐波会在功率计算中产生偏差,进而影响系统的低频稳定性。其次通过改变电压电流环控制参数或添加输出电流前馈控制方案去除高频谐波,同时达到改善低频稳定性的效果。最后,仿真和实验结果证明上述分析的正确性。

关键词：孤岛微电网稳定性关联 Nyquist稳定判据电流前馈控制