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飞跨电容型多电平整流器载波重构调制策略
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作者 张鹏 吴学智 +2 位作者 祝天岳 梅子扬 续文政 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期178-184,共7页
针对飞跨电容型多电平整流器存在众多冗余开关状态的特性及飞跨电容的电压平衡控制需求,提出一种通用的载波重构调制策略。该策略通过构造多段锯齿形载波来增加调制自由度,在保持与载波同相层叠调制策略相同的线电压谐波性能的同时,还... 针对飞跨电容型多电平整流器存在众多冗余开关状态的特性及飞跨电容的电压平衡控制需求,提出一种通用的载波重构调制策略。该策略通过构造多段锯齿形载波来增加调制自由度,在保持与载波同相层叠调制策略相同的线电压谐波性能的同时,还具备载波移相调制策略的飞跨电容电压自平衡特性。仿真与实验结果验证了所提调制策略的有效性。 展开更多
关键词 飞跨电容型多电平整流器 载波重构调制 谐波性能优化 电容电压自平衡
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多元(U,Zr, Nb)C燃料制备技术与性能机理研究
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作者 吴学志 魏国良 郭骁 《原子能科学技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期166-174,共9页
多元(U,Zr, Nb)C燃料因具有熔点高、热导率高、低裂变气体释放率及优异的高温力学性能等优点,是目前大功率空间核推进反应堆选用燃料之一。本文采用碳热还原和液相烧结相结合的粉末冶金工艺制备多元(U,Zr, Nb)C燃料芯块,研究了工艺参数... 多元(U,Zr, Nb)C燃料因具有熔点高、热导率高、低裂变气体释放率及优异的高温力学性能等优点,是目前大功率空间核推进反应堆选用燃料之一。本文采用碳热还原和液相烧结相结合的粉末冶金工艺制备多元(U,Zr, Nb)C燃料芯块,研究了工艺参数对烧结芯块反应动力学、相结构、导热性能和微观结构的作用机制和影响规律。结果表明:在1 800℃、50 MPa和1 h的烧结条件下,通过添加0.5%金属铀形成的液相烧结工艺制备得到芯块密度可达95.5%TD;当原料M/C(M为金属元素总量)摩尔比为1∶6.5时,可制备得到M/C比为1的正化学计量碳化物燃料;(U0.2,Zr, Nb)C的晶格常数比(U0.1,Zr, Nb)C的晶格常数略高;多元(U,Zr, Nb)C碳化物燃料芯块热导率与相成分、密度和温度均有关;芯块气孔分布较均匀,没有联通的开气孔存在,气孔尺寸在1~3μm。 展开更多
关键词 多元 核推进 燃料 碳热还原 液相烧结
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考虑整流性负载特性的LCC-S型无线电能传输系统优化设计
3
作者 李笑娜 吴学智 +2 位作者 续文政 祁静静 荆龙 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期211-217,共7页
无线电能传输系统中的整流性负载具有非线性特征,而对系统传输特性分析和谐振参数设计时常采用基波分析法,将整流性负载等效为纯电阻,导致理论分析与实际存在一定偏差、系统偏离谐振状态。针对该问题,以LCC-S型无线电能传输系统为研究对... 无线电能传输系统中的整流性负载具有非线性特征,而对系统传输特性分析和谐振参数设计时常采用基波分析法,将整流性负载等效为纯电阻,导致理论分析与实际存在一定偏差、系统偏离谐振状态。针对该问题,以LCC-S型无线电能传输系统为研究对象,考虑谐波以及整流性负载的非线性,对系统传输特性进行分析,进而提出基于整流性负载补偿的负载阻抗和接收端串联谐振电容参数的计算方法,并对逆变电路开关特性进行分析验证。所提接收端谐振参数设计方法能够使系统接收端回路谐振,提高系统的输出功率;降低逆变电路开关管的关断电流,提升系统的传输效率。搭建了一套2.5 kW的LCC-S型无线电能传输实验平台,验证了理论分析与所提参数设计方法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 无线电能传输 LCC-S 基波分析法 整流性负载 谐振参数设计
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悬浮电容H桥级联七电平逆变器的混合载波频率调制策略
4
作者 刘议泽 吴学智 +2 位作者 刘京斗 续文政 程皓 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期7167-7181,共15页
多电平逆变器具有输出电压谐波含量少、开关器件电压应力低、等效开关频率高等优点,广泛应用于新能源发电场合。悬浮电容H桥级联七电平逆变器,因开关频率低、器件数量少、输出电平数量多得到广泛的关注。为了降低损耗,使H桥逆变单元开... 多电平逆变器具有输出电压谐波含量少、开关器件电压应力低、等效开关频率高等优点,广泛应用于新能源发电场合。悬浮电容H桥级联七电平逆变器,因开关频率低、器件数量少、输出电平数量多得到广泛的关注。为了降低损耗,使H桥逆变单元开关管以低开关频率动作,悬浮电容逆变单元开关管以高开关频率动作,但是会引起过调制和悬浮电容电压失控的问题。为解决过调制问题,该文提出基于调制波分解的混合载波频率调制策略,增加过调制区间的调制过程,分解悬浮电容逆变单元超出载波部分的调制波,使H桥逆变单元开关管以低开关频率运行;同时提出基于工作模式切换的有功功率分解控制,详细分析两种工作模式下的稳压控制原理,根据电容电压的状态改变悬浮电容逆变单元有功功率大小,实现不同工况下悬浮电容电压均衡。最后通过仿真和实验验证了所提调制策略的正确性。 展开更多
关键词 七电平逆变器 H桥级联 混合载波频率 调制波分解 悬浮电容电压均衡控制
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钢筋混凝土梁冲击动力响应和破坏模式转化试验研究
5
作者 宋春明 钟家和 +2 位作者 徐吉威 吴学志 程怡豪 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期130-148,共19页
随着结构配置和冲击能量等主要影响因素的变化,钢筋混凝土梁的冲击动力响应和破坏模式会发生转化。开展不同配置的钢筋混凝土梁的落锤冲击试验,综合测量获得冲击力、支座反力、钢筋与混凝土应变、冲击局部与结构整体变形等参数,重点分... 随着结构配置和冲击能量等主要影响因素的变化,钢筋混凝土梁的冲击动力响应和破坏模式会发生转化。开展不同配置的钢筋混凝土梁的落锤冲击试验,综合测量获得冲击力、支座反力、钢筋与混凝土应变、冲击局部与结构整体变形等参数,重点分析不同混凝土强度、不同纵筋/箍筋配置以及不同冲击速度对钢筋混凝土梁的动力响应以及破坏模式的影响规律。试验表明:低速撞击下钢筋混凝土梁的位移峰值、残余位移随冲击速度的提高而增大,均与冲击动能与极限静承载力之比存在近似线性关系;混凝土强度越高、纵筋配筋率越高,相同冲击条件下梁所受的撞击力峰值越大,但整体位移响应越小;配箍率的变化对结构的局部响应和整体响应的影响均较小;结构受到撞击时剪切效应在前,弯曲效应在后,斜裂缝先于垂直裂缝出现;依据结构的破坏极限状态,判断梁在冲击作用下存在的弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏和冲切破坏等4种破坏模式,结果表明:相同结构配置条件下,随冲击速度的不断提高,钢筋混凝土梁由弯曲破坏向弯剪破坏、剪切破坏和冲切破坏转化;冲击速度相同时,提高混凝土强度、配箍率或降低纵向钢筋配筋率,梁的破坏模式逐步由冲切、剪切破坏向弯曲破坏模式转化。结构的冲击破坏模式及其转化规律能够为结构的抗撞设计与防护提供参考。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 落锤试验 动力响应 破坏模式 冲切破坏
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平抑光伏并网功率波动的混合储能系统优化调度策略 被引量:49
6
作者 马伟 王玮 +2 位作者 吴学智 胡若男 燕立强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期58-66,共9页
提出了一种光伏(PV)的最大功率跟踪工作点控制和混合储能系统(HESS)协调平抑光伏并网功率波动策略,通过PV和HESS间的密切配合,能有效将PV并网功率波动抑制在电网可接受范围内。采用了多目标非线性约束模型对HESS中电池和超级电容的充放... 提出了一种光伏(PV)的最大功率跟踪工作点控制和混合储能系统(HESS)协调平抑光伏并网功率波动策略,通过PV和HESS间的密切配合,能有效将PV并网功率波动抑制在电网可接受范围内。采用了多目标非线性约束模型对HESS中电池和超级电容的充放电功率进行优化调度,调度过程中充分考虑了HESS的寿命、偏离校正以及充放电效率;给出了基于滑动平均算法的PV的最大功率跟踪工作点动态控制方法。此外,采用K均值聚类算法构建了3种典型的PV功率波动场景,对所提策略和利用HESS平抑PV功率波动的传统策略进行了对比分析,结果表明:所提策略既能取得良好的平抑PV功率波动效果,还能降低HESS的运行损耗、延长其使用寿命。 展开更多
关键词 光伏 功率波动 光伏限功率 最大功率点跟踪 混合储能系统 优化调度 储能寿命
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网压不平衡下环流注入对模块化多电平换流器的影响分析 被引量:15
7
作者 施恩泽 吴学智 +2 位作者 荆龙 姜久春 李金科 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期3719-3731,共13页
在网压不平衡工况下,采用开关函数、三维图分析及函数拟合的方法,给出合理的环流注入策略,实现模块化多电平换流器(MMC)桥臂电流峰值、模块电压波动的降低。分析环流注入对桥臂电流峰值、有效值以及模块电压波动的影响,得出环流注入降... 在网压不平衡工况下,采用开关函数、三维图分析及函数拟合的方法,给出合理的环流注入策略,实现模块化多电平换流器(MMC)桥臂电流峰值、模块电压波动的降低。分析环流注入对桥臂电流峰值、有效值以及模块电压波动的影响,得出环流注入降低桥臂电流峰值的最佳相位与不同工况下注入环流幅值的限定公式,以及环流注入降低模块电压波动的最佳相位及其注入幅值的限定公式。综合考虑桥臂模块电流、电压耐受能力后,提出一种可以实现桥臂电流峰值限定及模块电压波动限幅的环流注入控制方法。最后通过Matlab/Simulink仿真与实验平台验证了理论分析的正确性以及提出方法的有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 网压不平衡 环流注入 桥臂电流 子模块电压
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适用于多端直流输电系统的模块化多端口直流潮流控制器 被引量:17
8
作者 武文 吴学智 +2 位作者 荆龙 魏梦航 姜久春 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期539-551,共13页
针对多端直流输电系统潮流控制技术问题,提出了一种模块化多端口直流潮流控制器(MM-DPFC)。与现有DPFC相比,其在保留无需配备外部电源、输电线路功率双向可控以及多端口输出等优势的基础上,保证了DPFC各端口输出电压可基于本地进行独立... 针对多端直流输电系统潮流控制技术问题,提出了一种模块化多端口直流潮流控制器(MM-DPFC)。与现有DPFC相比,其在保留无需配备外部电源、输电线路功率双向可控以及多端口输出等优势的基础上,保证了DPFC各端口输出电压可基于本地进行独立控制,避免了传统多端口DPFC对输电系统主换流站直流输出电压调节的依赖,增强了其控制方式的灵活性与系统的可靠性。同时,其采用标准模块化设计,易于实现后期的端口拓展与系统冗余。文中首先详细分析了该控制器的拓扑结构与工作原理;然后,设计了相应的控制策略,保证了控制器的有效运行;最后,通过仿真与实验对其进行了多种工况下的验证。 展开更多
关键词 多端直流输电 直流潮流 多端口 模块化
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输入串联输出串联型双向DC/DC变换器自适应均压控制策略研究 被引量:8
9
作者 张颖 荆龙 +3 位作者 吴学智 武文 魏梦航 姜久春 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2900-2907,共8页
多模块输入串联、输出串联(input-series output-series,ISOS)型双向DC/DC变换器尤其适用于如直流电网等输入、输出电压等级都较高的场合,模块间的输入/输出侧能否均压是制约其可靠运行的关键问题。提出了一种基于输入/输出侧电压双... 多模块输入串联、输出串联(input-series output-series,ISOS)型双向DC/DC变换器尤其适用于如直流电网等输入、输出电压等级都较高的场合,模块间的输入/输出侧能否均压是制约其可靠运行的关键问题。提出了一种基于输入/输出侧电压双下垂的自适应均压控制策略。该控制策略利用电感电流补偿值与输入/输出电压之间的下垂特性实现了自适应均压控制,但下垂控制会带来不可避免的静差问题。补偿改进控制策略消除了静差并进一步提高了系统模块化程度,改进后,输入/输出侧均压效果和动态性能良好。利用小信号建模分析系统稳定性,通过根轨迹分析得到控制参数稳定范围,最后通过仿真和实验验证了策略的可行性。 展开更多
关键词 输入串联输出串联 双向DC/DC变换器 自适应均压 下垂 模块化
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新型多端口直流潮流控制器及其控制策略研究 被引量:12
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作者 武文 吴学智 +2 位作者 荆龙 魏梦航 张颖 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第13期3744-3756,共13页
直流潮流控制器作为柔性直流输电系统的关键设备之一,实现其多端口输出能有效提高装置的潮流控制范围与能力。针对现有直流潮流控制器应用的局限性,该文基于电容线间能量交换的思想提出一种新型多端口直流潮流控制器。其拓扑结构简单,... 直流潮流控制器作为柔性直流输电系统的关键设备之一,实现其多端口输出能有效提高装置的潮流控制范围与能力。针对现有直流潮流控制器应用的局限性,该文基于电容线间能量交换的思想提出一种新型多端口直流潮流控制器。其拓扑结构简单,且避免了传统多端口直流潮流控制器对输电系统定直流电压站直流输出电压调节的依赖,增强了系统可靠性。同时,其采用模块化设计,易于实现后期的端口拓展与系统冗余。首先通过对现有方案的对比分析提出控制器拓扑结构并阐述其工作原理;然后,基于脉宽调制设计包含不同控制模式的通用控制策略,并详细分析不同控制模式下系统各状态变量之间的关系;最后,在基于RT-lab的实时模型在环仿真测试系统中搭建五端柔性直流输电系统模型,对所提控制器的性能与控制策略进行多种工况下的验证。 展开更多
关键词 多端直流输电 直流潮流控制器 多端口 控制策略
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适用于模块化多电平储能变流器的分布式控制策略 被引量:7
11
作者 王帅 荆龙 +3 位作者 吴学智 李金科 武文 姜久春 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期113-121,共9页
分布式控制可以有效降低主控制单元的通信与运算压力,便于增强系统的扩展能力与热插拔能力。针对模块化多电平储能变流器(MM-ESC)控制系统计算量大、通信量大、整定复杂等不足,提出一种减少通信和运算的分布式控制系统架构以及适用于该... 分布式控制可以有效降低主控制单元的通信与运算压力,便于增强系统的扩展能力与热插拔能力。针对模块化多电平储能变流器(MM-ESC)控制系统计算量大、通信量大、整定复杂等不足,提出一种减少通信和运算的分布式控制系统架构以及适用于该控制系统的子模块荷电状态(SOC)下垂均衡控制策略。该分布式控制架构由一个中央控制单元与若干个子模块控制单元组成,中央控制单元进行交直流功率解耦控制;子模块控制单元根据本地子模块信息进行SOC下垂控制。通过分析子模块相间和相内功率差异化特性,分别设置下垂系数,从而实现子模块电池能量均衡。通过搭建五电平MMC储能变流器仿真系统以及实验平台对所述理论及控制方法进行验证,结果表明,与已有的控制系统相比,该控制架构中处理器计算量小、运行所需通信量小,同时可以满足系统运行要求。 展开更多
关键词 模块化多电平变流器 储能 分布式控制 下垂控制 相内能量均衡 相间能量均衡
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多电平变换器的一维空间矢量调制技术研究 被引量:8
12
作者 吴学智 刘锋 +3 位作者 刘京斗 赵亚雪 王杰 刘旭 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期4025-4033,共9页
随着逆变器输出电平数进一步增多,调制策略计算更加复杂,难以实现。一维空间矢量调制方法将桥臂输出状态模拟为一维的电压矢量,通过简单的判断和计算得到开关管开关状态,大大地简化了多电平逆变器的调制策略。但是该方法推广到多相时,... 随着逆变器输出电平数进一步增多,调制策略计算更加复杂,难以实现。一维空间矢量调制方法将桥臂输出状态模拟为一维的电压矢量,通过简单的判断和计算得到开关管开关状态,大大地简化了多电平逆变器的调制策略。但是该方法推广到多相时,线电压会出现电平层交叠现象。基于一维空间矢量调制提出一种锯齿载波实现方法,根据计算得到的矢量作用时间分解调制波,再与锯齿载波进行比较产生脉冲。多相输出时,可通过改变载波的相位关系改变各相之间脉冲的位置关系,以消除线电压电平层交叠现象,提高线电压谐波性能。此调制波分解办法使得脉冲冗余矢量选取、脉冲宽度、脉冲位置均可控,计算简单易实现,针对不同拓扑的通用性强。通过仿真和实验对所提的方法进行了验证,结果表明了所提出方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 一维空间矢量调制 线电压谐波 多电平 锯齿载波
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含开关电容的有源箝位多电平逆变器 被引量:9
13
作者 吴学智 赵亚雪 +4 位作者 刘京斗 刘锋 王杰 赵志刚 张雪芬 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期1453-1462,共10页
针对传统多电平逆变器输出电平不易扩展的问题,结合开关电容能输出二倍电容电压的特点,提出一种含开关电容的有源箝位多电平拓扑。该拓扑能明显增加输出电平数,由开关电容带来的冗余状态也有利于电容电压均衡,且所含电容少逆变器体积小... 针对传统多电平逆变器输出电平不易扩展的问题,结合开关电容能输出二倍电容电压的特点,提出一种含开关电容的有源箝位多电平拓扑。该拓扑能明显增加输出电平数,由开关电容带来的冗余状态也有利于电容电压均衡,且所含电容少逆变器体积小,适用于低压高功率密度的场合。分析了新拓扑中基本单元分别为开关电容单元和飞跨电容单元的情况,从电容容值和成本角度出发,得出了含开关电容的有源箝位型多电平拓扑构成原则。在此基础上从开关管数量、电容数量和冗余开关状态数量3个方面对比了新拓扑与普通有源中点箝位型拓扑的特性,最后以九电平组合拓扑为例,分析其工作原理、调制策略及电容电压控制策略。仿真和实验结果验证了其可行性。 展开更多
关键词 开关电容 有源箝位 多电平 电平数扩展 冗余开关状态
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三电平并网变流器中点电位自平衡特性分析及拓扑改进 被引量:7
14
作者 陈鹏飞 唐芬 +3 位作者 吴学智 武亮亮 王玮 Poh Chiang LOH 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期171-180,共10页
传统三电平并网变流器中点电位自平衡时间较长,中点电位可能产生较大偏移,使并网电流低次谐波增加,常需采用中点电位控制防止中点电位偏移。为充分发挥拓扑的自平衡能力,省去中点电位控制算法,文中首先定量分析了载波同相层叠脉宽调制... 传统三电平并网变流器中点电位自平衡时间较长,中点电位可能产生较大偏移,使并网电流低次谐波增加,常需采用中点电位控制防止中点电位偏移。为充分发挥拓扑的自平衡能力,省去中点电位控制算法,文中首先定量分析了载波同相层叠脉宽调制输出电压的谐波分布特性,在此基础上,给出了传统拓扑中点电位自平衡机理及影响因素。针对传统拓扑自平衡时间的制约因素,提出了三电平并网变流器中点电位自平衡改进拓扑,通过新增零序通路在载波频率处产生串联谐振,减小阻抗,从而显著提升自平衡速度。最后,仿真和实验结果表明改进拓扑能快速有效地将中点电位稳定于直流侧电源中点,且自平衡速度不受直流侧电压不平衡度影响,中点电位平衡后并网电流质量较高。相对传统拓扑,自平衡速度提高10倍以上,与传统中点电位控制速度相当,因此,可省去中点电位控制。尽管所提拓扑需增加一个小电容,但其无需电压偏差检测,无需增加或调整控制算法,适用于全功率因数范围,易于实现。 展开更多
关键词 并网变流器 自平衡 中点电位控制 谐波分布
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虚拟直流电机的参数自适应控制策略 被引量:16
15
作者 王勉 唐芬 +3 位作者 赵宇明 吴学智 牛靖凯 许泽富 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第14期148-155,共8页
为了提升直流微电网的稳定性,虚拟直流电机控制被应用于直流变换器中,使变换器具有直流电机的外特性。但传统参数恒定的虚拟直流电机控制较难在提供惯性与阻尼支撑的同时实现较佳的动态性能。针对该问题,文中以Buck变换器作为研究对象... 为了提升直流微电网的稳定性,虚拟直流电机控制被应用于直流变换器中,使变换器具有直流电机的外特性。但传统参数恒定的虚拟直流电机控制较难在提供惯性与阻尼支撑的同时实现较佳的动态性能。针对该问题,文中以Buck变换器作为研究对象。首先,建立虚拟直流电机控制小信号模型,分析了负载功率突变时转动惯量和阻尼系数对输出电压动态特性的影响。在此基础上,提出了虚拟直流电机参数自适应控制,给出了转动惯量和阻尼系数自适应调节原则和参数整定方法。最后,仿真与实验结果表明,相比传统虚拟直流电机控制策略,所提控制策略使系统在提供惯性和阻尼支撑的同时具有较快的响应以及较小的超调,可较好地抑制直流母线电压的波动。 展开更多
关键词 直流微电网 虚拟直流电机 BUCK变换器 参数自适应控制
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基于一维空间矢量调制的多电平逆变器共模电压抑制技术研究 被引量:5
16
作者 刘锋 吴学智 +4 位作者 赵宇明 刘京斗 张鹏 赵亚雪 王杰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期3972-3982,共11页
多电平逆变器广泛应用于新能源发电、交流传动等领域,而共模电压带来的漏电流不仅会导致光伏并网电流畸变,还存在一定安全问题。针对非隔离型的三相多电平光伏并网逆变器,从理论上分析了不同的三相PWM波相对位置关系可以将共模电压幅值... 多电平逆变器广泛应用于新能源发电、交流传动等领域,而共模电压带来的漏电流不仅会导致光伏并网电流畸变,还存在一定安全问题。针对非隔离型的三相多电平光伏并网逆变器,从理论上分析了不同的三相PWM波相对位置关系可以将共模电压幅值分为0、E/3、2E/3的3种情况。进而提出可实现共模电压幅值分别为0、E/3、2E/3的3种调制策略,并且从并网电流谐波性能、共模漏电流、滤波参数3个方面比较了3种调制方式的综合性能。结果显示,在七电平逆变器中,共模电压幅值为2E/3的调制方法综合性能较好。最后通过仿真和实验对所提方法进行了验证。 展开更多
关键词 非隔离 共模电压 一维空间矢量调制 多电平逆变器 漏电流
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采用开关电容/开关电感的多电平逆变器拓扑研究综述 被引量:24
17
作者 吴学智 祁静静 +4 位作者 刘京斗 杨安娜 吕格格 赵志刚 张雪芬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期222-233,共12页
多电平逆变器具有器件应力小、谐波含量少、等效开关频率低等优点,广泛应用于中高压大容量电能变换场合。该文对采用开关电容/开关电感的多电平逆变器进行分析总结,为构造具有器件数量少、电容电压/电感电流自平衡等特点的高性能多电平... 多电平逆变器具有器件应力小、谐波含量少、等效开关频率低等优点,广泛应用于中高压大容量电能变换场合。该文对采用开关电容/开关电感的多电平逆变器进行分析总结,为构造具有器件数量少、电容电压/电感电流自平衡等特点的高性能多电平逆变器提供思路。文章首先介绍开关电容、开关电感基本单元的构成形式和工作原理,分别从直流侧和交流侧举出开关电容/电感与多电平结合的例子。根据电容/电感、串联/并联等对偶性,从可充当独立电压源的开关电容基本单元出发给出可充当独立电流源的开关电感基本单元,实现了对现有电流源型拓扑的优化。最后给出替代组合、对偶推广等构造新多电平拓扑的方法,并指出开关电容/电感谐振单元实现谐振软开关的思路。 展开更多
关键词 多电平 逆变器 开关电容 开关电感 软开关
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统一电能质量调节器在新能源发电场的虚拟同步特性分析 被引量:8
18
作者 王帅 荆龙 +2 位作者 吴学智 李金科 田若宁 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期159-165,共7页
在可再生能源电场并网点处增设统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC),能够在不改变新能源发电装置原有控制的前提下使其具备传统同步发电机的频率和电压支撑能力,可以认为是一种提高可再生能源并网稳定性的有效... 在可再生能源电场并网点处增设统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC),能够在不改变新能源发电装置原有控制的前提下使其具备传统同步发电机的频率和电压支撑能力,可以认为是一种提高可再生能源并网稳定性的有效措施。为此,主要研究UPQC的虚拟同步发电机控制策略及特性,该方案仅需在可再生能源电场出口处进行外部改造。首先介绍了接入新能源场站的UPQC输电系统运行方案,在此基础上建立了该系统的功率数学模型,设计了基于UPQC的虚拟同步发电机控制策略;然后阐述了不同工况下UPQC内部功率流动机理,探讨了影响串、并联变流器视在功率的限制因素,并进一步设计了在特定情况下的系统容量参数指标。最后,在Matlab/Simulink仿真平台搭建了UPQC的输电模型并进行验证,仿真结果表明,所提控制策略可以实现UPQC的虚拟同步化控制。 展开更多
关键词 统一电能质量调节器 虚拟同步发电机 储能系统 新能源发电场 视在容量估算
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孤岛下基于负序虚拟导纳的微网不平衡控制策略 被引量:7
19
作者 吴学智 刘海晨 +2 位作者 唐芬 刘京斗 武亮亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期3222-3230,共9页
分析了微网中电压控制模式变流器和电流控制模式变流器的并联负序等效电路,指出使用电压控制模式变流器加负序虚拟阻抗的方法来补偿负序电流会在公共耦合点引入负序电压。基于微网中电流控制模式变流器的传统控制方法,提出了使用负序虚... 分析了微网中电压控制模式变流器和电流控制模式变流器的并联负序等效电路,指出使用电压控制模式变流器加负序虚拟阻抗的方法来补偿负序电流会在公共耦合点引入负序电压。基于微网中电流控制模式变流器的传统控制方法,提出了使用负序虚拟导纳的方法使用电流控制模式变流器来补偿负序电流的方法,将负序虚拟导纳与交流母线电压的负序分量相乘作为负序电流补偿指令并与正序电流指令叠加控制变流器输出。给出了一种基于电压不平衡度的动态调节负序虚拟电导的方法,降低了公共耦合点的电压不平衡度。与已有的使用比例积分控制器的计算方法对比,说明了该方法更符合微网“即插即用”的特点。通过仿真和实验证明了补偿策略的有效性。 展开更多
关键词 交流微网 不平衡负载 负序补偿 电能质量
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虚拟直流电机并联协调控制方法 被引量:7
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作者 王勉 唐芬 +3 位作者 赵宇明 吴学智 牛靖凯 姜静雅 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期3875-3884,共10页
传统虚拟直流电机控制策略使变换器具有直流电机的外特性,提供了额外的惯性与阻尼支撑,但无法在并联系统中实现功率分配。此外,下垂控制策略可实现功率分配却无法为系统提供额外的惯性和阻尼。针对该问题,以Buck变换器为例,提出一种基... 传统虚拟直流电机控制策略使变换器具有直流电机的外特性,提供了额外的惯性与阻尼支撑,但无法在并联系统中实现功率分配。此外,下垂控制策略可实现功率分配却无法为系统提供额外的惯性和阻尼。针对该问题,以Buck变换器为例,提出一种基于虚拟直流电机并联协调控制方法。通过对虚拟直流电机并联系统功率分配原理的分析,给出了并联系统的功率分配影响因素。同时,建立了所提的虚拟直流电机并联协调控制方法的小信号模型,分析了转动惯量、阻尼系数以及调差系数对系统稳态及动态特性的影响,给出了转动惯量、阻尼系数和调差系数的参数整定方法。最后,仿真与实验结果表明,相比传统的虚拟直流电机和下垂控制策略,该方法在暂态和稳态下均可实现虚拟直流电机并联协调控制,并可较好地抑制直流母线电压的波动。 展开更多
关键词 虚拟直流电机 并联系统 功率分配 BUCK变换器
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