检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2017年第13期32卷 23-30页

作者：王旭东朱义诚赵争鸣陈凯楠清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

在电力电子系统中,碳化硅(Si C)MOSFET的开关特性易受系统杂散参数的影响,表现为电磁能量脉冲形态属性的非理想特性,并进一步影响系统效率和可靠性。针对Si C MOSFET,首先分析控制脉冲、驱动脉冲及电磁能量脉冲三者间形态属性的关系,提... 详细信息

在电力电子系统中,碳化硅(Si C)MOSFET的开关特性易受系统杂散参数的影响,表现为电磁能量脉冲形态属性的非理想特性,并进一步影响系统效率和可靠性。针对Si C MOSFET,首先分析控制脉冲、驱动脉冲及电磁能量脉冲三者间形态属性的关系,提取影响Si C MOSFET开关瞬态过程的关键参数,即开关过程中的dv/dt和di/dt。基于Si C MOSFET的开关过程,分析驱动回路参数对dv/dt和di/dt的影响,并通过PSpice仿真及搭建Si C MOSFET双脉冲测试实验平台进行分析和比较。在此基础上,对基于驱动回路参数的瞬态控制方法进行对比分析,为实际应用中对Si C MOSFET的开关特性改善提供重要的理论基础。

关键词：碳化硅MOSFET 脉冲杂散参数开关特性

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离散状态事件驱动仿真方法及自适应预估校正算法

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电工技术学报 2017年第12期32卷 33-41页

作者：杨祎赵争鸣檀添李帛洋袁立强清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

在电力电子系统分析中,需要对带间断和刚性的常微分方程组进行仿真计算。然而,采用传统的时间离散算法来求解此类方程组时会遇到诸多困难。Kofman等基于离散事件系统规范(DEVS)提出了量化状态系统(QSS)算法,它不是对时间进行离散,而是... 详细信息

在电力电子系统分析中,需要对带间断和刚性的常微分方程组进行仿真计算。然而,采用传统的时间离散算法来求解此类方程组时会遇到诸多困难。Kofman等基于离散事件系统规范(DEVS)提出了量化状态系统(QSS)算法,它不是对时间进行离散,而是将状态量进行离散。QSS算法可以有效求解带间断和刚性的常微分方程组。基于离散事件算法思想,提出适合于电力电子仿真的离散状态事件驱动(DSED)仿真方法;同时,为提高DSED方法的精度,提出基于DSED的预估校正算法;为大幅减少计算量,通过研究计算步数与状态量幅值和频率的关系,提出自适应方法。仿真算例证明了所提算法的有效性。

关键词：离散事件系统规范量化状态系统离散状态事件驱动预估校正自适应

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集成直流断路器功能的模块化多电平换流器

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中国电机工程学报 2017年第20期37卷 6004-6013页

作者：宋强杨文博李笑倩李建国曾嵘黄瑜珑余占清刘文华电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的直流短路故障电流清除能力是柔性直流输电系统在架空线应用场合必须解决的问题。提出了一种集成直流断路器功能的MMC拓扑结构(MMC integrated with DC circuit breaker,IDCB-MMC... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的直流短路故障电流清除能力是柔性直流输电系统在架空线应用场合必须解决的问题。提出了一种集成直流断路器功能的MMC拓扑结构(MMC integrated with DC circuit breaker,IDCB-MMC)。IDCB-MMC在换流器部分采用了带有双向旁路晶闸管的子模块,在直流断路器部分采用快速机械开关和辅助电子开关串联作为主支路。在发生直流短路故障时,通过换流器部分与直流断路器部分控制方式的配合,可以将故障电流的能量转移到并联于直流母线间的能量吸收支路中,从而可以避免使用成本高且占地大的电力电子开关转移支路来分断故障电流。通过对一个1000MW/±320k V的双端柔性直流输电系统中的一极进行仿真研究,验证了IDCB-MMC可以有效清除直流短路故障电流。IDCB-MMC仅需在常规半桥MMC的基础上增加少量电容和开关器件,以及一个快速机械开关,在成本和占地上相对常规混合直流断路器方案有很大优势。IDCB-MMC在损耗方面也远小于各类具有直流故障阻断能力的改进型MMC拓扑结构。

关键词：柔性直流输电模块化多电平换流器直流断路器直流短路故障直流故障阻断

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电力电子系统中的功率脉冲时序组合与逻辑组合

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电工技术学报 2017年第13期32卷 31-40页

作者：陈凯楠赵争鸣袁立强清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

从电力电子系统的底层脉冲组合理论出发,对功率脉冲时序组合与逻辑组合的概念、方法和实现进行总结提炼分析。针对功率脉冲纯时序组合的局限性,提出功率脉冲及功率脉冲序列的逻辑组合方法,并对其组合思路和应用场景进行分析归纳。由于... 详细信息

从电力电子系统的底层脉冲组合理论出发,对功率脉冲时序组合与逻辑组合的概念、方法和实现进行总结提炼分析。针对功率脉冲纯时序组合的局限性,提出功率脉冲及功率脉冲序列的逻辑组合方法,并对其组合思路和应用场景进行分析归纳。由于基于不同脉冲逻辑组合思路的两种典型应用,即多电平技术和倍频策略,均可以有效提高系统变换性能,以电力电子功率放大器为分析对象,对二者的谐波特性和适用性进行对比分析,以此作为上述理论的一个分析应用实例。通过电力电子系统中脉冲组合方法论的研究,有助于从更为底层的角度对相关技术进行系统认识,从而延伸拓展出新的脉冲组合与实现方式,推动电力电子技术的发展。

关键词：脉冲时序组合脉冲逻辑组合倍频策略谐波分析

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电力电子系统中器件利用率计算与评估方法

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电工技术学报 2017年第14期32卷 56-65页

作者：孙建宁袁立强谷庆李婧赵争鸣清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

电力电子系统性能评估有不同的评价指标,其中器件利用率是一个很重要的指标,但鲜有系统化的评价方法。在电力电子系统设计过程中,对于半导体开关器件的选型主要由工程经验确定,没有定量方法的指导。以电能路由器为例,提出一种计算和评... 详细信息

电力电子系统性能评估有不同的评价指标,其中器件利用率是一个很重要的指标,但鲜有系统化的评价方法。在电力电子系统设计过程中,对于半导体开关器件的选型主要由工程经验确定,没有定量方法的指导。以电能路由器为例,提出一种计算和评估电力电子系统中器件利用率的方法,应用于各种不同的组合电路中,通过对电路及器件参数的分析与计算,得到器件利用率的结果。器件利用率的数值越高,说明器件利用程度越高。对不同方案的器件利用率进行计算与比较,得出不同方案中器件利用程度的定量对比结果,以此作为器件选型的定量依据。通过具体实例分析器件利用率的应用场景,验证了器件利用率计算和评估方法的有效性。

关键词：电力电子系统器件利用率电能路由器组合电路

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考虑非理想器件模型的电力电子系统状态方程分析法

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电工技术学报 2017年第13期32卷 51-59页

作者：凌亚涛赵争鸣杨祎李帛洋袁立强清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

针对目前电力电子仿真软件存在的对功率开关器件电磁瞬态过程仿真不够准确,强刚性电路引起数值仿真计算发散等问题,提出一种基于量化状态系统(QSS)的离散状态事件驱动(DSED)仿真分析方法。该方法需要加入自动识别电力电子系统开关过程... 详细信息

针对目前电力电子仿真软件存在的对功率开关器件电磁瞬态过程仿真不够准确,强刚性电路引起数值仿真计算发散等问题,提出一种基于量化状态系统(QSS)的离散状态事件驱动(DSED)仿真分析方法。该方法需要加入自动识别电力电子系统开关过程以及根据电路拓扑和所处状态自动列写状态方程的相关算法。针对该需求提出一种基于图论方法的状态方程及输出方程提取分析方法。首先,经理论分析得到,将选用的器件模型代入电路可以得到状态方程的标准形式;进而,提出电力电子系统电路的参数结构矩阵程式化列写方法,并基于此方法针对开关电路每一次开关器件切换都需要重新列写状态方程这一特点进行了相关分析。最后,对几个典型电力电子系统电路进行仿真计算,结果证明了该提取分析方法的有效性。

关键词：状态方程分析法器件非理想特性器件模型离散状态事件驱动仿真性能

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电能路由器的发展及其关键技术

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中国电机工程学报 2017年第13期37卷 3823-3834页

作者：赵争鸣冯高辉袁立强张春朋电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

随着能源互联网的概念和实践迅速发展,同时也伴随着电力电子技术的快速进步,人们相继提出电子变压器、智能变压器、电力电子变压器及能量路由器等相关概念。该文对这些概念进行综述和梳理,总结电能路由器的发展历程。根据对能源互联网... 详细信息

随着能源互联网的概念和实践迅速发展,同时也伴随着电力电子技术的快速进步,人们相继提出电子变压器、智能变压器、电力电子变压器及能量路由器等相关概念。该文对这些概念进行综述和梳理,总结电能路由器的发展历程。根据对能源互联网的设想及对电能路由器的需求,分别从电力系统和电力电子技术的角度阐述电能路由器的基本架构和基本功能。针对其在能源互联网中的应用,进一步从电能变换技术、通信技术和能量管理技术3个方面对电能路由器中的关键技术和功能应用进行阐述。最后介绍电能路由器在能源互联网中的一种典型组网形式。

关键词：电能路由器能源互联网电力电子变压器

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电力系统云储能研究框架与基础模型

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中国电机工程学报 2017年第12期37卷 3361-3371页

作者：刘静琨张宁康重庆电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

能源互联网不断发展促进了分布式储能使用需求迅速增长。目前储能设备成本依然较高,限制了分布式储能的广泛应用。为了解决这一问题,该文介绍了云储能这种新的储能共享模式,分析了其运行机制和商业模式。在此基础上从运营、对象、市场... 详细信息

能源互联网不断发展促进了分布式储能使用需求迅速增长。目前储能设备成本依然较高,限制了分布式储能的广泛应用。为了解决这一问题,该文介绍了云储能这种新的储能共享模式,分析了其运行机制和商业模式。在此基础上从运营、对象、市场三条主线提出了云储能的研究框架,分析云储能研究中的科学问题和关键技术。建立了云储能基础模型,提出了云储能提供商模型控制预测运行决策方法,可以有效应对用户使用云储能服务时充放电需求的不确定性。基于实际数据的算例分析证明了该方法的有效性。

关键词：电力系统运行分布式储能光伏集中式储能模型预测控制虚拟储能云储能

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基于开关组合规律的双有源桥DC-DC变换器传输功率特性

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电工技术学报 2017年第13期32卷 69-79页

作者：谷庆袁立强聂金铜李婧赵争鸣清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

双有源桥DC-DC变换器(DAB)采用移相控制时拥有三个互相独立的移相自由度,通过DAB一次侧、二次侧输出电压的解耦,将三个移相自由度任意组合下的DAB工作状态划分为12个模式。对12个模式的传输功率分别进行计算,推导各模式下传输功率的取... 详细信息

双有源桥DC-DC变换器(DAB)采用移相控制时拥有三个互相独立的移相自由度,通过DAB一次侧、二次侧输出电压的解耦,将三个移相自由度任意组合下的DAB工作状态划分为12个模式。对12个模式的传输功率分别进行计算,推导各模式下传输功率的取值范围,并在此基础上对三重移相控制下DAB的传输功率特性进行研究。通过对三个移相自由度做一些特殊赋值,三重移相控制可以简化为单重移相控制、拓展移相控制和双重移相控制,研究这四种移相控制方法的传输功率范围,并对它们功率传输的灵活性进行比较。最后,通过实验验证了理论分析结果。

关键词：双有源桥DC-DC 变换器开关组合三重移相控制传输功率

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SiC MOSFET与SiC SBD换流单元瞬态模型

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电工技术学报 2017年第12期32卷 58-69页

作者：朱义诚赵争鸣王旭东施博辰清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

相较于硅(Si)器件,碳化硅(SiC)器件所具有的高开关速度与低通态电阻特性增加了其瞬态波形的非理想特性与对杂散参数影响的敏感性,对其瞬态建模的精度提出更高的要求。通过功率开关器件瞬态过程的时间分段、机理解耦与参数解耦,突出器件... 详细信息

相较于硅(Si)器件,碳化硅(SiC)器件所具有的高开关速度与低通态电阻特性增加了其瞬态波形的非理想特性与对杂散参数影响的敏感性,对其瞬态建模的精度提出更高的要求。通过功率开关器件瞬态过程的时间分段、机理解耦与参数解耦,突出器件开关特性,弱化物理机理,简化瞬态过程分析,建立基于SiC MOSFET与SiC SBD的换流单元瞬态模型。理论计算结果与实验结果对比表明,该模型能够较为精细地体现SiC MOSFET开关瞬态波形且能够较为准确地计算SiC MOSFET开关损耗。该模型参数可全部由数据手册提取,有较强的实用性。

关键词： SiC功率器件瞬态模型开关特性开关损耗

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