含双倍压DCM结构的高增益DC/DC变换器

为了增加直流变换器的电压增益,减少开关管的电压应力,将耦合电感倍压单元与二极管-电容(Diode capacitor multiplier,DCM)单元进行组合,提出一种双倍压DCM结构,将该结构引入含输出二极管的非隔离变换器中,不仅能提升该类变换器的电压增益,有效降低器件的电压应力,同时利用结构中的二极管-电容支路作为无源钳位支路吸收漏感能量,提高变换器的效率。并以含双倍压DCM结构的Sepic变换器为例进行了工作模态和工作性能的分析,推导了电感电流临界的工作状态,与同类型变换器进行了对比分析,充分证明了该类变换器具有高增益、低应力的优势。最后,搭建了一个60W的试验样机,验证了上述理论的正确性。

双电源输入磁集成开关电感Boost变换器

为了提高双电源输入Boost变换器的电压增益,降低输出电感电流纹波,提出了一种双电源输入开关电感磁集成Boost变换器。将开关电感单元替代双电源输入Boost变换器中的储能电感,并将所有开关电感单元中的电感集成为一个耦合电感。分析了变换器的单电源输入和双电源输入状态下的工作模态,推导出变换器在不同状态下的电压增益表达式,并推导得出变换器的暂稳态电感,对暂稳态电感的研究推导得出该类变换器耦合电感耦合度的设计范围。最后制作实验样机对该分析进行验证。结果表明双电源输入磁集成开关电感Boost变换器具有优良的综合性能。

具有开关电感单元的电感磁集成Buck变换器

为了提高传统Buck变换器的降压能力、降低二极管电压应力及减小变换器损耗,将开关电感应用传统Buck变换器中,提出了一种具有开关电感的电感集成Buck变换器。利用开关电感替代传统Buck变换器中的储能电感,并对开关电感进行了耦合集成。分析了变换器的工作模态,推导得到了变换器电压增益表达式,研究了电感串联等效电阻对变换器电压增益影响,并分析了二极管电压应力与电感电流纹波的大小。与传统Buck变换器相比,具有开关电感的电感集成Buck变换器的电压增益、二极管电压应力和电感电流纹波都减小到传统的1/(2-D)倍。样机实验结果验证了理论分析的正确性,表明具有开关电感的电感集成Buck变换器具有优良的综合性能。

基于二阶锥规划与改进遗传算法的配网重构

提出一种结合二阶锥规划的遗传算法应用于配网重构,降低了网损,消除了过电压。采用基于环路的十进制遗传编码规则,缩短了染色体长度,并利用开关环路矩阵和节点分层策略进行可行性判定。通过精英保留和动态控制变异率,避免了早熟,提高了收敛速度。通过等效变换和有效松弛,把原始的潮流方程转化为可以利用现有解算器高效求得全局最优解的二阶锥规划模型。应用所提算法对IEEE33节点配电网进行算例分析,仿真结果验证了所提出算法的可行性和计算高效性。

基于数据融合IGA-RGRNN低阶煤制甲烷产量预测模型

为了提高智能系统的准确性与快速性,针对多传感器网络,提出了一种以融合技术为数据基础与改进遗传算法-广义旋转回归神经网络IGA-RGRNN(improved genetic algorithm and rotated generalized regression neural network)算法相结合的预测模型。利用RGRNN强大的非线性随机变量的处理能力,把预测理论引入改进遗传算法循环中,将该模型应用于低阶煤制甲烷产量预测过程,并对预测模型效果进行实验验证。实验结果表明,基于数据融合IGA-RGRNN低阶煤制甲烷产量预测模型的相对误差最大值为2.99%,相对误差最小值为0.25%,相对误差平均值为1.76%,相较其他预测模型具有泛化能力更强和预测精度更高的优势,为低阶煤制甲烷产量预测提供一种新的途径。

基于支路交换和声搜索算法的配网重构

采用标准和声搜索算法HSA(harmony search algorithm)进行配网重构时,在搜索最优方案的过程中容易陷入局部最优,且搜索结果受初始参数值的影响。为此,引入结合启发式规则的支路交换法对新和声进行局部搜索,生成第2个新和声,增加了和声记忆库的多样性,使得算法能够逃离局部最优,进而提高了算法的全局搜索能力;采用基于环路分解的编码方式对和声编码,保证初始解集中每个和声都是可行解。采用IEEE 33节点系统进行算例分析,与标准和声搜索算法、遗传算法进行对比分析,结果表明该算法的收敛更迅速,可以快速逃离局部寻优,且寻优性能不受初始参数的影响,验证了改进算法满足可实现性较高的寻优性能。

基于时间尺度的Boost变换器自抗扰控制

以Boost变换器的控制策略为研究对象,将自抗扰控制技术应用到Boost变换器的控制策略中,使被控系统不但具有良好的动态特性,而且对参数变化具有较强的鲁棒性。同时针对自抗扰控制参数难以整定的特点,介绍了自抗扰控制的参数整定基本原则,对Boost变换器进行自抗扰控制仿真,并和PID控制进行对比。最后,用时间尺度概念对Boost变换器的自抗扰控制进行参数整定。仿真结果验证了该方法确实可行。

具有LCL单元的磁集成Boost变换器

提出一种由2个电感、一个电容和2个二极管组成的LCL单元,利用该单元的储能作用,提高升压变换器的电压增益。应用磁集成技术对电感进行耦合集成,降低电感电流纹波。为进一步增加电压增益、减小开关管的电压应力引入电容C_(2)。分析了变换器的工作原理,推导了电压增益公式、开关器件的电压应力和电感电流纹波。与传统Boost变换器相比,所提变换器电压增益是其3-D倍,电感电流纹波减小近一半,开关器件的电压应力是输出电压的2/(3-D)。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

双输入磁集成开关电感Zeta变换器

为了提高传统Zeta变换器的电压增益、减小电感电流纹波和变换器中磁性器件的体积和重量,提出了一种双输入磁集成开关电感Zeta变换器。该变换器是在传统Zeta变换器的基础上增加一路输入变为双电源输入Zeta变换器,并在结构中用2个开关电感单元分别代替储能电感,对开关电感单元中的电感进行了磁集成。通过分析变换器的不同工作模态,推导出变换器的电压增益表达式,分析了电感电流纹波的大小,并给出了变换器的磁集成设计方案。与传统Zeta变换器相比,所提变换器的电压增益提高了2(1+D)倍,开关电感电流纹波减小了近一半。最后用仿真及实验对理论分析进行验证,结果表明所提变换器具有优良的综合性能。

配电网重构的凸模型

推导出了配电网重构的混合整数二次规划模型、二次规划二次约束模型和二阶锥规划模型,并提出有连续凸松弛的AC潮流问题。所提各模型可由标准商业软件可靠、有效地解决最优性问题。在推导各模型的过程中,得到了放射性网络潮流的近似原始二次约束模型和二阶锥规划模型。