一种低电压应力高升压比DC/DC变换器的研究

随着“碳中和”、“碳达峰”日益受到关注,可再生能源发电并网技术得到迅速发展。高升压比DC/DC变换器作为新能源发电技术中的关键环节,受到了广泛的研究与应用。在Buck-Boost与Boost变换器级联的基础上,引入改进的电压举升技术,通过二者的组合变形,设计出新型的低电压应力高升压比DC/DC变换器。通过对提出的变换器进行工作原理分析以及各器件的应力计算,并与传统的Boost变换器、Buck-Boost与Boost级联变换器、改进型电压举升Boost变换器的升压比、开关管应力以及电容应力比较,对比可得此变换器具有升压比高,开关管、二极管和电容电压应力低等优点。可有效提升变换器的功率密度,降低开关管及二极管功率损耗,提升效率。最后通过采用SiC器件搭建一台实验样机,验证了理论分析的正确性。

新型二次型高增益DC/DC变换器及特性研究

新能源发电系统普遍存在输出电压较低的问题,一定程度上限制了新能源的发展,因此研究一款高升压比的DC/DC变换器具有重要意义。为提高DC/DC Boost变换器的电压增益,在传统二次型变换器的基础上引入开关电容和开关电感技术,提出一种新型二次型高增益Boost变换器。详细阐述了新型变换器的拓扑结构和工作原理;获得了变换器的电压增益以及各个器件的电压应力,并与其他的高增益DC/DC变换器进行对比分析;最后采用SiC器件制作了一台实验样机,验证了理论分析的正确性。结果表明,提出的变换器具有高升压比、低器件应力等优点,实现了电压增益与器件应力的良好平衡,适用于新能源系统。

CL多小波预处理方法在故障数据压缩中的应用

在介绍CL(Chui-Lian)多小波基本理论的基础上,探讨了CL多小波的预处理方法及其对CL多小波原有滤波器响应的影响,分析后认为Haar和平衡预处理方法是CL多小波最有效的预处理方法。文章还做了将具有这两种预处理方法的CL4多小波应用于电力系统正弦信号和故障暂态信号数据压缩的仿真实验。仿真结果表明,基于Haar和平衡预处理方法的CL4多小波具有较GHM多小波和传统db4小波更好的数据压缩效果。

一种改进型并网逆变器控制策略的研究

由于数字控制延时的影响,LCL型并网逆变器稳定区间仅为(0,f_(s)/6)(f_(s)为采样频率)。弱电网下宽范围的电网阻抗变化会使得LCL型并网逆变器谐振频率发生偏移,若谐振频率大于f_(s)/6,会严重影响系统的稳定性。针对此问题,这里在传统的电容电流反馈有源阻尼(CCFAD)控制策略的基础上,引入一阶高通滤波器(HPF)反馈环节,拓展系统最大正负阻尼分界频率至任意的f_(R)∈(f_(s)/6,f_(s)/3)扩大了系统的稳定区间,使并网逆变器在弱电网下具有强鲁棒性,最后搭建一台样机进行了实验验证。

改进型无桥Boost PFC软开关技术的研究

在分析无源无损缓冲电路拓扑结构的基础上,为了降低开关损耗,进一步提高效率,提出了在改进型无桥Boost PFC(Power Factor Correction,PFC)的基础上增加非最小电压应力电路网络。在理论分析和仿真验证的基础上,研制了一台300W的实验样机。结果表明改进后的无桥PFC电路拓扑具有通态损耗低、电流采样简单,不仅能实现开关管的零电压关断和零电流导通,同时续流二极管实现零电压导通和零电流软关断。

一种单级无电解电容LED驱动电路

基于Flyback的单级LED驱动电路的隔离变压器漏电感严重影响了驱动电路的工作效率,同时由于电解电容的存在,缩短了LED驱动电路的寿命。研究了一种带漏电感能量回馈通路的Buck-Boost＋Flyback单级PFC驱动电路,利用一个二极管作为变压器漏电感能量回馈通路,消除开关管上的电压尖峰。建立了一定输出功率条件下中间级电容两端上限电压与电容值之间的函数关系,根据关系曲线选取合理的瓷片电容取代电解电容。研制一台输入130～260 V,输出为33 V/150 mA的实验样机验证了理论的正确性。

一种带开关电容的二次型高增益Boost变换器的研究

光伏、燃料电池等发电系统的输出电压等级较低且输出电压不稳定,需要通过高增益Boost变换器把较低等级的直流电压进行升压以满足并网要求。提出一种带开关电容的二次型高增益Boost变换器,在传统二次型Boost变换器的基础上引入开关电容单元,提高了变换器的升压能力,实现了以较小的占空比获得较大的电压增益,拓宽了输入电压范围。同时,该变换器改进了传统二次型Boost变换器开关管和二极管电压应力过大的缺点,减小了开关管的导通损耗和二极管的反向恢复损耗。另外,该变换器还有输入电流连续、输出电压纹波小的优点。分析了该变换器的工作原理及工作特性,在理论研究的基础上搭建了一台12 V/60 V的实验样机,实验结果证明了理论分析的正确性。

参数不确定性关联大系统的分散鲁棒镇定的LMI方法

考虑了一类参数不确定性关联大系统的分散鲁棒镇定问题.所考虑的不确定性参数满足范数有界条件.利用LMI技术,基于Lyapunov稳定性理论给出了保证该不确定关联大系统闭环渐近稳定的充分条件.并给出数值例子说明了该条件的应用.

一种新型无电解电容Buck-Boost正反激LED驱动电路的研究

提出了一种无电解电容Buck-Boost正反激LED驱动电路,该电路继承了传统驱动电路中将漏感能量回馈至输入端的优点。由于传统拓扑在无电解电容并增大输出功率的条件下存在输出电压纹波较大的缺点,在研究现有LED照明驱动的基础上,将正反激电路成功应用于传统驱动电路中的DC/DC级。变压器原边和副边均有电容作为中间级储能元件,变压器工作在正反激模态,提高了变压器的功率密度,同时变压器副边存在续流电感,大幅度降低了输出电压纹波率。详细分析了变换器稳态工作特性;最后,研制一台30 W的实验样机,测试结果表明了该设计的合理性和可行性。

分布式变电站远程视频监控系统的广域通信策略

高可靠、灵活性好的视频监控系统是变电站自动化系统的重要扩展.针对牵引供电系统的特殊情况,讨论了变电站远程视频监控系统的视频通信策略.设计了基于E1光纤信道的视频广域网,比较了基于轮询和复合包转发方式的通信方式,较好地解决了视频和报警信息的传输冲突难点.针对电铁专线监控的信道干扰及Internet等公用网监控的带宽动态变化的问题,提出了一种基于RTP/UDP/IP协议的视频传输体系结构.通过RTP协议的QoS反馈信息,可对视频源端的编码输出比特率进行动态调节,并给出了比特率调整的带宽控制算法.现场运行表明,基于该通信策略的视频监控系统具有可靠性好,通道利用率高,适应性强等优点.

一种最小电压应力的软开关无桥PFC技术研究

针对传统桥式整流升压功率因数校正(PFC)电路效率较低的缺点,提出了一种最小电压应力的软开关无桥PFC电路拓扑。在理论分析和仿真验证的基础上,研制了一台300 W的实验样机。结果表明,改进的无桥PFC电路拓扑具有通态损耗低、电流采样简单,能实现开关管零电压关断和零电流开通,同时实现整流二极管零电压导通和接近零电流软关断的优点。

一种高增益低应力DC/DC升压变换器

随着风能、氢能等新能源的开发与利用变得越来越重要,高增益DC/DC变换器得到了广泛研究。此处依据传统Boost变换器的工作原理,构建了同种原理不同结构的新型DC/DC升压变换器,并采用单开关级联技术提高了变换器的升压能力,得到了高增益低应力DC/DC升压变换器。此处理论分析了高增益低应力DC/DC升压变换器的工作原理及电容电压应力,并与传统Boost变换器、传统二次型Boost变换器、Buck-Boost和Boost级联变换器的增益、电容电压应力进行比较。结果显示该变换器具备高增益特性,且拥有更低的电容电压应力,从而有效减小变换器体积,提升变换器功率密度。最后在理论研究的基础上搭建了一台基于SiC功率器件的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

基于特征匹配的接触网定位支座检测

针对高速铁路接触网的定位支座识别问题,提出利用图像处理技术中的特征匹配的方法对接触网综合检测车采集的接触网图像进行定位支座的检测,采用3种常见的特征描述子分别对定位支座进行旋转不变和尺度不变的特征点检测,对SURF和ORB特征描述点用欧式距离进行匹配,采用汉明距离对FREAK描述子进行匹配。试验表明SURF的匹配效果最好,性能最佳,该方法能够进行实际运用。

利用多小波的电力系统信号重构分析

以电力系统故障电压信号为原始信号,通过对不同预/后处理方法的多小波自身重构误差比较和基于不同预/后处理方法的整个多小波变换过程中的重构误差分析,详细讨论了影响多小波重构精度的因素.通过对不同预/后处理方法的多小波分解结果的对比,以及对不同类型信号的多小波与传统小波的重构误差的详细比较和讨论,认为多小波比传统小波更适合于对信号的精确重构,适合用于对电力系统暂态故障信号的处理.

有源功率因数校正技术在风力发电系统中的应用研究

1研究意义 随着电力电子技术的迅猛发展，现代开关电源向着高频化、模块化、数字化及绿色化的方向发展。电源系统的绿色化顺应着当今可持续发展策略的要求。绿色电源的含义包括两方面：首先是昂著节电，意味着电网系统发电容量的减少。众所周知，传统发电是造成环境污染的重要因素之一，

多小波在电力系统信号消噪中的应用

在简单介绍多小波基本理论的基础上,提出了一种简化多小波分解重构算法的方法,利用该方法可以减少多小波分解重构过程中计算量。以SA4多小波为实例,探讨了基于多小波变换的两类预处理方法以及预处理方法对多小波的重要性。通过分析了多小波的消噪算法,尝试基于不同预处理方法的多个常用多小波在电力系统信号消噪方面的应用。对电力系统三种较典型信号的大量仿真计算结果表明:在相同滤波器长度下,选择合适的预处理方法,利用多小波对电力系统信号消噪可以取得比传统小波更好的信号消噪效果。

RLC串联谐振电路实验方法的研究与探索

RLC串联谐振电路实验是"电路分析"课程中的常规实验。从传统实验电路出发,读取大量实测数据并绘制频率特性曲线。由于实际电感箱存在内阻等原因,实验结果偏离理论值较大,造成学生实验结果与理论学习脱节,为此,引入Multisim软件。采用交流分析和参数扫描分析的方法对电路进行仿真,仿真结果与理论分析完全一致,弥补和克服了传统实验存在的问题,加深了学生对理论知识的消化吸收,明显改善了教学效果。

大功率PEMFC空气供给系统建模与实验验证

近年来,质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为车载燃料电池的主要动力源受到广泛关注。空气压缩机为电堆提供系统所需的氧气和阴极压力,是质子交换膜燃料电池系统中必不可少的一部分,其工作性能对燃料电池稳态和动态工作性能有很大的影响。基于实验室已有150 k W质子交换膜燃料电池系统,对离心式空压机的工作特性进行了研究,建立了包含离心式空气压缩机的空气供给系统应用模型。通过实验验证,仿真模型能够准确地反映离心式空压机与空气系统的特性,同时能真实反映包含离心式空压机的大功率质子交换膜燃料电池空气系统的稳态控制效果,以及不同控制策略下的动态响应效果。该模型对研究大功率质子交换膜燃料电池空气供给系统以及相应的控制策略提供理论支持,仿真模型与实验结果为下一步控制策略优化提供基础与参考。

多小波的多分辨率分析在电力信号处理中的应用

简要介绍了多小波的多分辨率分析方法.以电力系统故障电压信号为原始信号,探讨了多小波在故障检测、故障数据压缩以及故障信号去噪方面的应用,并与传统小波进行了详细比较.仿真算例表明,选择合适的预处理方法,多小波总体上能比传统小波取得更好的效果.

一种新型开关电感、开关电容的高增益Boost变换器

为提高DC-DC工作增益,提出一种基于开关电感/电容的新型高增益Boost变换器。该新型变换器综合了开关电感和开关电容的优点,降低功率元件的电压应力,实现对导通电阻较小的功率元件的选择,减小功率元件的导通损耗,使得变换器能应用于增益较大、元器件电压应力较小的场合。基于开关电感/电容的新型高增益Boost变换器的工作原理进行理论分析,并设计制造了一台原理样机。通过和实验验证了理论分析的正确性。