检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2017年第14期32卷 66-76页

作者：李婧袁立强谷庆孙建宁段任之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

对双有源桥DC-DC变换器(DAB)系统中的各部分损耗进行建模,并依据此模型,以提升效率为目标,对DAB系统进行优化设计。首先,介绍单移相调制策略下的DAB工作原理,并推导漏电感电流有效值的解析表达式。为突出DAB的电流波形特征,引入电压转... 详细信息

对双有源桥DC-DC变换器(DAB)系统中的各部分损耗进行建模,并依据此模型,以提升效率为目标,对DAB系统进行优化设计。首先,介绍单移相调制策略下的DAB工作原理,并推导漏电感电流有效值的解析表达式。为突出DAB的电流波形特征,引入电压转换比的概念,这一概念与变压器匝比相关。然后,介绍损耗建模方法。DAB系统的损耗主要分为两部分,一部分源于半导体器件;另一部分源于高频隔离变压器及电感。两者的损耗数值不仅由本身的材料特性决定,同时与运行工况紧密相关,如传输功率、电压、电流等。将单移相调制下的DAB电流、电压波形特征,与器件和变压器的本身特性结合考虑,解析建立DAB的稳态损耗模型。并在此基础上,通过数值计算的方法,对电压转换比进行优化设计,同时优化移相比的选择,增强软硬件的适配性,提升DAB的整体效率。最后,通过实验对所建损耗模型及优化方法进行了验证。

关键词：双有源桥DC-DC变换器损耗模型高频隔离变压器电压转换比效率优化

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电能路由器设计自动化综述——设计流程架构和遗传算法

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电工技术学报 2020年第18期35卷 3878-3893页

作者：袁立强陆子贤孙建宁段任之赵争鸣电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

电能路由器在未来能源互联网、泛在电力物联网等领域具有广泛的应用前景,具有多级联、多端口、多流向和多形态的特征,这些特征给传统人工设计带来诸多难题。电力电子设计自动化有望克服设计目标权衡困难、裕量设计浪费成本、硬件迭代耗... 详细信息

电能路由器在未来能源互联网、泛在电力物联网等领域具有广泛的应用前景,具有多级联、多端口、多流向和多形态的特征,这些特征给传统人工设计带来诸多难题。电力电子设计自动化有望克服设计目标权衡困难、裕量设计浪费成本、硬件迭代耗时耗力、设计自动化程度低等挑战。在宽禁带器件蓬勃发展、计算机性能快速迭代、变换器应用场景延伸细化的三重推进下,电力电子设计自动化有望实现设计集成化、精细化和快速化。电能路由器设计问题可以抽象为多学科优化问题,该问题数学性质差、问题规模大,传统优化算法难以胜任,而遗传算法在解决此类优化问题上性能优异。该文在系统总结当前主流的电力电子系统的设计流程和设计软件架构的基础上,分析了遗传算法解决电力电子设计自动化问题的适用性,总结了电能路由器设计自动化潜在的问题和挑战,并给出相应的建议。

关键词：电力电子设计自动化电能路由器设计流程设计软件优化遗传算法

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三电平高压大容量变频调速系统中的预励磁方案

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电工技术学报 2007年第11期22卷 91-97页

作者：白华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

如何提高系统起动输出转矩、抑制起动电流是大容量变频调速系统中存在的一个难题。由于半导体器件电流耐量的掣肘,在起动之前通过预励磁方案有效建立起电机内部磁场以减小起动电流、增加起动转矩就成为提高起动性能的行之有效的方法。... 详细信息

如何提高系统起动输出转矩、抑制起动电流是大容量变频调速系统中存在的一个难题。由于半导体器件电流耐量的掣肘,在起动之前通过预励磁方案有效建立起电机内部磁场以减小起动电流、增加起动转矩就成为提高起动性能的行之有效的方法。本文研究了大容量三电平变频调速系统在6000V/2750kW大机组平台上所面临的起动问题,分析了直流预励磁所面临的困难,并采用交流预励磁予以解决。仿真和试验结果表明交流预励磁更利于实现平稳起动。

关键词：直流预励磁交流预励磁三电平变频调速系统起动转矩异步电机

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分段供电交流直线电机中偏置磁通密度的分析及其消除方法

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电工技术学报 2014年第3期29卷 12-20页

作者：牟树君柴建云孙旭东王善铭毕大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

对长初级分段供电直线电机中的静态纵向端部效应进行了研究。分析发现,对于采用常规单层分布绕组型式的直线电机,即使通入三相对称电流,通电段气隙磁场中依然会有较大的脉振偏置分量,未通电段部分也会有一定大小的脉振磁场,从而导致气... 详细信息

对长初级分段供电直线电机中的静态纵向端部效应进行了研究。分析发现,对于采用常规单层分布绕组型式的直线电机,即使通入三相对称电流,通电段气隙磁场中依然会有较大的脉振偏置分量,未通电段部分也会有一定大小的脉振磁场,从而导致气隙磁通密度、轭部磁通密度幅值的增大,继而导致铁耗及电机重量的增加。为了解决这个问题,文中基于通电段端部两个极下线圈匝数的优化,提出了一种新型绕组型式。最后,通过解析理论分析及有限元仿真验证,证明了文中所提方法的有效性。

关键词：直线电机端部效应气隙磁通密度脉振偏置

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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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驱动回路参数对碳化硅MOSFET开关瞬态过程的影响

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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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含多种分布式资源的配用电系统运行可靠性研究评述及展望

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电力系统自动化 2021年第22期45卷 191-207页

作者：程林万宇翔齐宁田立亭电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

现代配用电系统可观可控能力大大提升,大量分散接入的柔性负荷、储能装置和可再生能源发电等分布式资源具备柔性调控能力。配用电系统运行可靠性受多重不确定因素影响,为在运行阶段有效提升可靠性水平,需要对系统运行风险进行辨识和平... 详细信息

现代配用电系统可观可控能力大大提升,大量分散接入的柔性负荷、储能装置和可再生能源发电等分布式资源具备柔性调控能力。配用电系统运行可靠性受多重不确定因素影响,为在运行阶段有效提升可靠性水平,需要对系统运行风险进行辨识和平抑。文中针对含多种分布式资源的配用电系统运行可靠性研究展开了深入分析与总结,综述归纳了现有配用电系统运行可靠性评估与提升技术两方面的研究新进展,分析了运行可靠性研究的发展趋势,提炼了现代配用电系统运行可靠性的研究内涵及主要研究路线。针对配用电系统中典型的新设备、新负荷、新形态以及支撑平台等关键技术进行了阐述总结,给出了有待进一步研究的思路方向,以期使运行可靠性评估与提升契合当前发展特点。

关键词：配用电系统运行可靠性评估可靠性提升分布式资源可再生能源发电

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基于半物理模拟的柴电-燃联合动力系统控制策略

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电工技术学报 2014年第3期29卷 83-88页

作者：梁晓龙王善铭冀路明马守军清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室 92857部队

柴电-燃联合动力系统综合了船舶电力推进系统和机械推进系统的优点,可以满足船舶航行的多种需要。为了模拟研究该动力系统的控制策略,搭建了半物理模拟实验平台,并对推进模式进行了分析和讨论。设计了采用电机功率控制的推进系统控制策... 详细信息

柴电-燃联合动力系统综合了船舶电力推进系统和机械推进系统的优点,可以满足船舶航行的多种需要。为了模拟研究该动力系统的控制策略,搭建了半物理模拟实验平台,并对推进模式进行了分析和讨论。设计了采用电机功率控制的推进系统控制策略,实验研究了船舶主要工况下的工作特性。为消除轴转速的稳态误差,设计了采用电机转速控制的推进系统控制策略,实验结果表明了其良好的工作特性。分析不同策略下的推进系统的表现,对比得出了各自的优缺点,可用于柴电-燃联合动力系统船舶推进控制策略的设计。

关键词：柴电-燃联合动力系统推进控制策略半物理模拟

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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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