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基于虚拟仿真模型的轻型车在用RDE排放预测
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作者 苏庆鹏 赵华 +2 位作者 胡雨馨 张帆 裴毅强 《内燃机学报》 北大核心 2025年第1期55-63,共9页
为进一步准确预测在用乘用车实时驾驶排放,搭建了以发动机-后处理虚拟仿真为核心的在用排放预测模型.首先建立了发动机一维模型,与稳态和瞬态发动机原排测试数据进行了对比和标定.结果表明:在用实际行驶排放测试(RDE)工况下,CO和NO的原... 为进一步准确预测在用乘用车实时驾驶排放,搭建了以发动机-后处理虚拟仿真为核心的在用排放预测模型.首先建立了发动机一维模型,与稳态和瞬态发动机原排测试数据进行了对比和标定.结果表明:在用实际行驶排放测试(RDE)工况下,CO和NO的原排累积质量相对误差分别为9.2%、5.8%;其次进行后处理性能试验,对后处理温度、起燃和老化模型进行标定验证,在全球轻型车测试循环工况(WLTC)前35 s,三元催化转化器轴向最大温度误差为52℃,CO、NO的排放累积质量误差为0.0385 g(5.90%)和0.0011 g(0.75%);最后利用RDE排放预测模型在不同催化器老化状态下,进行WLTC、RDE和95%分位的激烈驾驶参考循环(RTS-95)工况的排放规律探究.研究发现:NO排放对工况更加敏感,超限风险更高.设定NO瞬时质量排放阈值为8 mg/s,以RTS-95循环在分散因子为0.6条件下的NO仿真结果为例,对催化器分散因子进行预警窗口宽度探究,结果表明:增加预警窗口宽度将会降低误判率和冷启动超限的识别概率. 展开更多
关键词 虚拟仿真模型 催化转化器老化 在用实际行驶排放测试 排放预测
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全功率变速抽水蓄能机组的阻抗建模及并网稳定性分析 被引量:1
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作者 张琦 杜雄 +2 位作者 丁理杰 刘俊良 史华勃 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4229-4240,共12页
全功率变速抽水蓄能机组通过电力电子装置接入电网,可为电网运行提供调峰、调频、电压频率支撑等服务,然而电力电子装置的多时间尺度控制呈现的复杂频域特性易与电网发生交互作用,引发振荡现象。该文首先以全功率变速抽水蓄能机组为研... 全功率变速抽水蓄能机组通过电力电子装置接入电网,可为电网运行提供调峰、调频、电压频率支撑等服务,然而电力电子装置的多时间尺度控制呈现的复杂频域特性易与电网发生交互作用,引发振荡现象。该文首先以全功率变速抽水蓄能机组为研究对象,建立了水电侧机组以及全功率变流器装置的阻抗模型,进一步推导了计及频率耦合效应的全功率变速抽水蓄能机组的等效阻抗模型;然后基于阻抗判据,分析了全功率变速抽水蓄能机组接入不同电网阻抗下的稳定性,研究了水轮机和调速器的关键参数,以及全功率变流器控制环中锁相环、直流电压环及电流环参数对机组阻抗特性和系统稳定性的影响规律;最后基于Matlab搭建了其系统电磁暂态模型,验证了所建全功率变速抽水蓄能机组阻抗模型的准确性和稳定性分析结果的有效性。 展开更多
关键词 全功率变速抽水蓄能 阻抗建模 频率耦合 稳定性分析
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基于模糊电流观测的DAB变换器无模型预测控制
3
作者 张茂松 赵家新 +3 位作者 舒东胜 谢芳 王秀芹 余攀 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期536-543,共8页
在直流微电网中,针对双有源桥式DC-DC变换器(DAB)应用模型预测控制算法时参数失配会导致母线电压偏离的问题,提出一种基于模糊电流观测的无模型预测控制策略。首先利用正弦函数的周期性设计具有多稳定点的滑模观测器对输出电流进行模糊... 在直流微电网中,针对双有源桥式DC-DC变换器(DAB)应用模型预测控制算法时参数失配会导致母线电压偏离的问题,提出一种基于模糊电流观测的无模型预测控制策略。首先利用正弦函数的周期性设计具有多稳定点的滑模观测器对输出电流进行模糊观测,可有效提高观测器的响应速度。然后,将滑模观测器的观测值替代变换器预测模型中的电流值,通过参数敏感性分析发现所提方法可消除预测控制模型参数不匹配导致的稳态误差。最后,搭建系统仿真模型和样机平台验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 微电网 DC-DC变换器 模型预测控制 电流观测器
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电动汽车多参数模型预测制动能量跟踪策略
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作者 张巍 高妍 张红娟 《汽车技术》 北大核心 2025年第1期20-25,共6页
针对电机制动能量回收率低和直流母线电压波动大的问题,提出了考虑电机功率、双向DC/DC变换器效率、超级电容电压等多个参数实时调整超级电容电流参考值的制动能量跟踪策略。采用储能单元的离散状态空间模型预测超级电容的电流和电压,... 针对电机制动能量回收率低和直流母线电压波动大的问题,提出了考虑电机功率、双向DC/DC变换器效率、超级电容电压等多个参数实时调整超级电容电流参考值的制动能量跟踪策略。采用储能单元的离散状态空间模型预测超级电容的电流和电压,并结合系统中多个参数计算超级电容的电流参考值。使用基于比例积分(PI)的电流环控制超级电容电流实时跟踪参考值,实现超级电容对电机能量的跟踪。通过仿真分析和对比试验,结果表明:所提出的策略能够将制动能量的回收效率由55.93%提升至86.76%,直流母线的电压波动范围抑制在0.9%以内。 展开更多
关键词 状态空间模型 双向DC/DC 变换器 制动能量跟踪
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考虑关断过程载流子耗散特性的晶闸管数字建模方法
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作者 李国庆 赫羽朋 +2 位作者 王拓 辛业春 江守其 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期210-221,共12页
晶闸管动态关断过程复杂且受多因素主导,直接影响换相失败的准确评估,而电磁暂态仿真中定关断时间的晶闸管模型无法精确反映晶闸管动态关断过程。为实现对晶闸管关断过程的精确建模,分析关断过程载流子耗散特性,提取电流过零点变化率、... 晶闸管动态关断过程复杂且受多因素主导,直接影响换相失败的准确评估,而电磁暂态仿真中定关断时间的晶闸管模型无法精确反映晶闸管动态关断过程。为实现对晶闸管关断过程的精确建模,分析关断过程载流子耗散特性,提取电流过零点变化率、正向电流和结温等关键影响因素,研究各因素对晶闸管关断特性影响机理;计及关断过程不同阶段载流子耗散特性差异,建立晶闸管非线性分段数学模型;在PSACD/EMTDC中构建了晶闸管动态关断仿真模型,并基于此模型建立换流器仿真模型。通过与PLECS晶闸管模型及综合测试台关断实验对比,验证了建立的晶闸管模型的准确性;同LCC物理动模平台实验结果对比验证了换流器模型的准确性;与传统换流器模型相比,所建立的模型能更准确地反映换相动态过程及换相失败特性。 展开更多
关键词 晶闸管 载流子耗散特性 动态关断特性 换流器仿真模型 换相失败
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基于变指数滑模的三相混合变流器模型预测电流控制研究
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作者 马辉 陈伟涛 +2 位作者 余本领 赵军波 席磊 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期75-84,共10页
为降低三相混合变流器输入电流畸变率并提高系统对负载变化的鲁棒性,提出一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法。首先,在无源变流器前端串联滤波电感,以抑制总输入电流中的周期性畸变。其次,基于系统数学模型,为电压外... 为降低三相混合变流器输入电流畸变率并提高系统对负载变化的鲁棒性,提出一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法。首先,在无源变流器前端串联滤波电感,以抑制总输入电流中的周期性畸变。其次,基于系统数学模型,为电压外环设计变指数趋近律滑模控制器,显著提升了系统应对负载扰动的鲁棒性。在内环控制中,为有源变流器设计了快速最优三矢量模型预测控制器,仅需两次寻优即可确定最优矢量组合,大幅降低了计算复杂度;为无源变流器设计了一种基于三阶扩展状态观测器的输入电压观测方法,减少了传感器使用数量,同时有效提升了输入电流质量。最后,将有源变流器的预测目标设定为总输入电流,实现了三相混合变流器总输入电流的高质量控制。 展开更多
关键词 三相混合变流器 模型预测控制 滑模控制 变指数趋近律 电流畸变
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基于哈密顿模型的DFIG强迫型次同步振荡自适应抑制策略研究 被引量:1
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作者 孙东阳 钱梓杰 +2 位作者 曹骏 于德亮 陈庆国 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3132-3146,I0023,共16页
新疆哈密风电高度密集地区发生的强迫型次同步振荡(forced sub-synchronous oscillation,FSSO)事故具有频率时变的新特征,其与以往的负阻尼次同步振荡有显著区别,从而引发了广泛的关注。文中对FSSO的产生机理进行探究,并据此提出一种基... 新疆哈密风电高度密集地区发生的强迫型次同步振荡(forced sub-synchronous oscillation,FSSO)事故具有频率时变的新特征,其与以往的负阻尼次同步振荡有显著区别,从而引发了广泛的关注。文中对FSSO的产生机理进行探究,并据此提出一种基于自适应哈密顿模型的次同步振荡抑制策略。首先,依据双馈机组数学模型分析电网间谐波扰动源在机组内部的传播过程,进而利用等效扰动方程阐述在扰动源激励作用下FSSO的产生机理,并通过分析机组带宽稳定性与阻尼状态的关系提出抑制策略的设计思路;其次,引入广义哈密顿理论设计转子侧变流器控制策略,并基于自适应哈密顿模型的扰动抑制作用与阻尼补偿效果,提出总体控制框架以及振荡抑制策略;最后,在综合考虑风速、线路串补度、风机在线台数等影响因素下,搭建风电场FSSO仿真模型,验证所提抑制策略的有效性,并通过哈密地区实际FSSO算例表明该抑制策略具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 强迫型次同步振荡 双馈感应发电机 转子侧变流器 自适应哈密顿模型
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双有源桥DC-DC变换器电压及电流的非线性积分滑模控制策略
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作者 曾进辉 张长威 +2 位作者 曹斌 余雪萍 邹彬 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期131-139,共9页
针对应用于电池储能系统与直流母线互联的双有源桥DC-DC变换器,提出用于直流电压及充电电流控制的非线性积分滑模控制策略。根据开关函数的傅里叶级数,在单移相控制下建立变换器输出电压及储能电池充电电流的状态空间模型。引入误差缩... 针对应用于电池储能系统与直流母线互联的双有源桥DC-DC变换器,提出用于直流电压及充电电流控制的非线性积分滑模控制策略。根据开关函数的傅里叶级数,在单移相控制下建立变换器输出电压及储能电池充电电流的状态空间模型。引入误差缩放因子,将一类具有“小误差放大,大误差饱和”功能的光滑非线性饱和函数与滑模控制相结合,设计输出电压和充电电流的非线性积分滑模控制器。该控制策略可以有效改善系统的动态响应性能,快速跟踪参考变化,没有超调或下冲,稳态误差为0,而且该控制策略能够在输入或负载突变时有效保持系统原状态的稳定。设计的控制器控制模型简单,仅需要1个积分器,在保留传统积分滑模控制优点的同时,其误差缩放因子可调节系统的动态及稳态响应性能,避免因积分饱和而出现超调现象。搭建仿真模型和实验平台,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 状态空间模型 滑模控制 电压及电流控制 参考跟踪
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基于模型校核的静止变频器采样值差动保护原理
9
作者 张大海 李宇欣 +3 位作者 李猛 刚玉阳 周健 李小鹏 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第4期27-36,共10页
静止变频器(static frequency converter,SFC)是抽水蓄能电站大型同步机组启动过程的重要设备。在抽蓄机组启动的过程中,由于SFC机、网两侧电流频率不一致,使得基于工频相量的常规差动保护配置困难,且现有保护方案在速动性和可靠性上存... 静止变频器(static frequency converter,SFC)是抽水蓄能电站大型同步机组启动过程的重要设备。在抽蓄机组启动的过程中,由于SFC机、网两侧电流频率不一致,使得基于工频相量的常规差动保护配置困难,且现有保护方案在速动性和可靠性上存在不足。为解决上述问题,提出了一种基于模型校核的SFC采样值差动保护原理。首先充分研究SFC的工作原理和控制策略,并基于电流采样值在时域内构建符合SFC工作原理的数学模型,然后采用模型校核的方法寻找故障前后差异并提出相应的保护判据。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建抽蓄机组SFC启动的电磁暂态仿真模型,验证所提保护原理的有效性。仿真结果表明,所提保护原理不受SFC两侧不同频率的干扰,具有良好的选择性、速动性和可靠性。 展开更多
关键词 抽水蓄能 静止变频器 模型校核 电流采样值 差动保护
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电力电子变换器MPC权重系数的ANN设计
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作者 毕长飞 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第9期221-224,共4页
针对电力电子变换器采用有限集模型预测控制(MPC)时,其成本函数中权重系数难以整定的问题,设计了一种基于人工神经网络(ANN)的新型MPC权重系数整定方案。基于仿真平台搭建了变换器电路仿真模型并代入不同权重系数进行测试以获取对应的... 针对电力电子变换器采用有限集模型预测控制(MPC)时,其成本函数中权重系数难以整定的问题,设计了一种基于人工神经网络(ANN)的新型MPC权重系数整定方案。基于仿真平台搭建了变换器电路仿真模型并代入不同权重系数进行测试以获取对应的如总谐波失真等关键性能指标,然后利用这些数据对ANN进行训练,使得ANN具备为任意权重系数组合快速准确估计性能指标的能力。从而,对于任意结合输出指标的用户自定义适应度函数,可快速准确地找到权重系数优化组合。利用不间断电源系统开展了对MPC权重系数设计的ANN方法的实验,实验结果为对于指定的示例性适应度函数,采用AAN设计权重系数后可产生预期的控制性能,并对负载变化具有一定的鲁棒性,同时与仿真模型的误差小于3%,与实测误差小于10%。实验结果验证了所设计的ANN方法整定电力电子变换器MPC权重系数的有效性。 展开更多
关键词 模型预测控制 电力电子变换器 成本函数 权重系数 人工神经网络
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基于状态空间平均法的Boost变换器显式模型预测控制 被引量:1
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作者 王昭鸿 许可 +1 位作者 兰永红 杨孝凡 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第7期2543-2551,共9页
针对开关频率与计算复杂度之间的问题,利用Boot电路数学模型,提出了一种新型显式模型预测控制策略。首先,为了把Boot电路中的非线性化问题转换成双状态空间的线性化问题,采取状态平均法,以折线近似其中电容电压的变化,并把每一个周期内... 针对开关频率与计算复杂度之间的问题,利用Boot电路数学模型,提出了一种新型显式模型预测控制策略。首先,为了把Boot电路中的非线性化问题转换成双状态空间的线性化问题,采取状态平均法,以折线近似其中电容电压的变化,并把每一个周期内的电压状态平均值作为变量,构造了线性变参数模型。然后,利用泰勒级数设计了一种新的预测模型预测观测器,并用系统中预测输出和实际输出的偏差,构造出最小评价函数,实现对被控对象的持续跟踪控制。最后,利用改进型内点法进行求解和稳定性分析,对阶跃、矩形和正弦的3种不同电压信号的追踪进行数值仿真,验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 模型预测控制 BOOST变换器 线性变参数模型 内点法
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飞跨电容型三电平Buck变换器双闭环控制研究
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作者 韩锟 马晓慧 李蔚 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期829-840,共12页
飞跨电容型三电平Buck变换器因具有输出电压电流谐波小、开关管电压应力小等优势在轨道交通储能系统中被广泛应用。为保证其中点电位平衡的同时提高其输出电流、电压品质,在对输出电压与飞跨电容电压解耦的基础上提出一种模型预测控制... 飞跨电容型三电平Buck变换器因具有输出电压电流谐波小、开关管电压应力小等优势在轨道交通储能系统中被广泛应用。为保证其中点电位平衡的同时提高其输出电流、电压品质,在对输出电压与飞跨电容电压解耦的基础上提出一种模型预测控制与自抗扰控制相结合的双闭环控制方法。电流内环采用引入飞跨电容电压调节速率因子的连续集模型预测控制策略,该方法开关频率固定,不需要调节评价函数的权重系数,能降低控制器设计难度,通过微调开关管占空比实现对外恒流充电工况和中点电位平衡控制,利用李雅普诺夫理论分析了内环的稳定性。电压外环采用基于粒子群参数寻优的自抗扰控制器,实时估计并补偿负载突变等扰动,改善系统的抗扰能力,满足对外恒压充电工况的需求。这种双闭环结构限制了变换器最大峰值电流,保证了变换器可靠运行。在50 kHz开关频率下进行仿真和半实物实验,结果表明所提控制策略将飞跨电容电压稳定在输入电压的一半,保证了中点电位平衡,在此基础上实现了恒流和恒压输出。其中,对于输出电流单环控制,模型预测控制与PI控制器相比表现出更快的响应速度;对于电压电流双闭环控制,所提控制策略的响应时间比PI双闭环控制提升了44%,当输入电压和负载电阻发生突变时,所提控制策略与PI控制相比输出电压超调量更小、调节时间更短。 展开更多
关键词 飞电容三电平降压变换器 解耦控制 模型预测控制 最优控制律 自抗扰控制
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光伏直流汇集系统MPPT控制环节载波频率特征分析及单极接地故障选线方法
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作者 宋国兵 李唯嘉 +3 位作者 常仲学 闫吉飞 徐瑞东 杨佳怡 《智慧电力》 北大核心 2025年第10期79-86,共8页
针对小电流接地直流系统单极接地故障中暂态过程短、缺乏稳态选线信号2大选线难题,进行光伏直流汇集系统最大功率跟踪(MPPT)控制环节载波频率特征分析,并提出一种单极接地故障选线方法。通过对具有最大功率跟踪功能的Boost变换器进行研... 针对小电流接地直流系统单极接地故障中暂态过程短、缺乏稳态选线信号2大选线难题,进行光伏直流汇集系统最大功率跟踪(MPPT)控制环节载波频率特征分析,并提出一种单极接地故障选线方法。通过对具有最大功率跟踪功能的Boost变换器进行研究,利用其工作时在集电线中产生的载波频率信号分布特性,实现了对单极接地故障的可靠选线。仿真结果表明,该选线方法可靠性高,具备耐受欧姆过渡电阻能力,无需外加信号注入即可实现主动探测式故障选线效果,可有效提高光伏电站的故障选线自动化程度。 展开更多
关键词 光伏发电 单极接地故障 小电流接地 BOOST变换器 载波频率 模型识别
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考虑扰动边带谐波效应下多采样单相电压源型变流器的多频率建模与稳定性分析
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作者 王庭康 姚文熙 +2 位作者 杨欢 李武华 赵荣祥 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期239-250,I0020,共13页
多采样是提高低开关频率变流器控制性能的潜在方法,但基于传统多采样脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)模型下的变流器高频特性分析误差大,难以准确预测扰动边带引起的高频谐振。因此,多采样变流器的高频建模需进一步探索。文... 多采样是提高低开关频率变流器控制性能的潜在方法,但基于传统多采样脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)模型下的变流器高频特性分析误差大,难以准确预测扰动边带引起的高频谐振。因此,多采样变流器的高频建模需进一步探索。文中解析在基波调制信号下注入扰动后多采样PWM的描述函数,以此建立起多采样PWM多频率模型;基于该模型,提出考虑边带谐波效应下的多采样变流器多频率导纳模型,相对于传统模型,其可精确描述高频段导纳特性,且扫频结果也验证了所提模型的正确性;接着,在所提模型下进行稳定性分析,其可准确预测传统模型不能预测的高频谐振;针对扰动边带引起的高频失稳,给出边带谐波谐振抑制策略,以保证高频段的稳定性;最后,通过实验结果验证理论分析的正确性。 展开更多
关键词 高频 稳定性 多采样 多频率建模 单相变流器
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多变流器并网系统的SISO dq阻抗稳定性判据及闭环极点灵敏度分析 被引量:1
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作者 刘欣 吴柳颖 +2 位作者 贾焦心 王利桐 邓昊 《电工技术学报》 北大核心 2025年第11期3427-3445,共19页
随着新能源渗透率的不断提高,以同步发电机为主的传统电力系统正向以多样化电力电子装备为主的新型电力系统转变,多变流器并网系统的小干扰稳定性问题受到广泛关注。然而,状态空间法和传统阻抗法在分析多变流器系统稳定性时仍存在复杂... 随着新能源渗透率的不断提高,以同步发电机为主的传统电力系统正向以多样化电力电子装备为主的新型电力系统转变,多变流器并网系统的小干扰稳定性问题受到广泛关注。然而,状态空间法和传统阻抗法在分析多变流器系统稳定性时仍存在复杂度高及难以准确评估闭环极点关于各变流器灵敏度的问题。针对上述问题,该文首先提出一种用于分析多变流器并网系统小干扰稳定性的单输入单输出(SISO)dq阻抗判据,该判据可将多输入多输出系统(MIMO)转换为若干SISO系统以简化稳定性分析过程,相比于MIMO系统分析方法,其在避免求解高维矩阵特征值的同时降低了奈奎斯特曲线分析的复杂度,同时该方法还具有从物理角度揭示振荡失稳机理的优点。然后,基于所提出的稳定性判据公式,进一步提出一种用于求取闭环极点关于各变流器阻抗/导纳灵敏度的分析方法,该方法可有效评估系统中不同变流器对振荡模态的影响程度,有助于实现诱发系统振荡的主导变流器的辨识。最后,通过Matlab/Simulink仿真和硬件在环实验验证了所提方法的正确性。 展开更多
关键词 多变流器并网系统 SISO dq阻抗模型 小干扰稳定性 灵敏度分析
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面向双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器设计
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作者 高圣伟 金从众 +1 位作者 于冠恒 王玺然 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期75-82,90,共9页
为提高双频DC-DC变换器的功率密度,提出一种将独立的高低频电感集成在一个EIE型磁芯上的磁集成电感器设计方案,通过建立集成磁件的电路-磁路等效模型,设计了双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器的结构,建立了集成电感的等效模型,对磁集... 为提高双频DC-DC变换器的功率密度,提出一种将独立的高低频电感集成在一个EIE型磁芯上的磁集成电感器设计方案,通过建立集成磁件的电路-磁路等效模型,设计了双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器的结构,建立了集成电感的等效模型,对磁集成双频DC-DC变换器进行了仿真分析,并通过实验平台验证了新型磁件的运行效果。结果表明:新型磁件设计合理,可以在系统中稳定运行,通过测量得到集成磁元件的体积和质量分别为原来的27.6%和23.3%,使得双频变换器系统的功率密度得到了提升。 展开更多
关键词 EIE型集成电感器 磁集成技术 双频DC-DC变换器 磁路等效模型
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基于电池-超级电容混合储能系统的控制策略 被引量:2
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作者 帅怡 李维斌 晏沔 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期171-180,共10页
为匹配中国环流三号装置磁体线圈功率和能量需求,基于模型预测控制理论,设计电池-超级电容混合储能系统放电策略。以环向场线圈为储能系统输出端负载,建立系统预测模型,根据电池、超级电容特性和负载能量需求设计目标函数,实时求解最优... 为匹配中国环流三号装置磁体线圈功率和能量需求,基于模型预测控制理论,设计电池-超级电容混合储能系统放电策略。以环向场线圈为储能系统输出端负载,建立系统预测模型,根据电池、超级电容特性和负载能量需求设计目标函数,实时求解最优开关序列。对电池储能子系统、超级电容储能子系统分别采用长周期慢控、短周期快控,实现电池稳定放电和超级电容瞬态响应。基于MATLAB/Simulink平台进行仿真验证,混合储能系统稳定输出满足负载需求的平顶电流,其电流纹波为0.22%,验证控制策略有效性。 展开更多
关键词 混合储能系统 模型预测控制 CUK变换器 电池-超级电容 磁体线圈
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开关纹波交互作用下负载变换器的稳定性机理
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作者 张希 陆大辉 +2 位作者 金立强 闫冠宇 包伯成 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期256-266,共11页
在级联功率变换器中,源变换器与负载变换器之间的开关纹波交互可重塑公共耦合点处的电压纹波。当输出电容等效串联电阻(ESR)较大时,源变换器的输出电压纹波对负载变换器的稳定性具有显著的影响。为了揭示开关纹波交互作用对负载变换器... 在级联功率变换器中,源变换器与负载变换器之间的开关纹波交互可重塑公共耦合点处的电压纹波。当输出电容等效串联电阻(ESR)较大时,源变换器的输出电压纹波对负载变换器的稳定性具有显著的影响。为了揭示开关纹波交互作用对负载变换器稳定性的影响,本文以级联的谷值电压(VVR)控制Buck变换器为例,通过动力学建模和稳定性分析等方法来阐述负载变换器的稳定性机理。首先,分析了源变换器与负载变换器公共耦合点处电压纹波的特性,利用分岔图展示了负载变换器随源变换器和负载变换器电感值变化时的动力学行为。然后,明确了级联VVR控制Buck变换器在一个开关周期内的3种开关状态序列,建立了相应的近似离散映射模型,并推导了不动点邻域内的Jacobi矩阵及其特征根;通过监测Jacobi矩阵的特征根随源变换器和负载变换器电感值变化的运动轨迹,明晰了开关纹波交互作用下负载变换器的失稳机理。特征根分析结果表明,增大源变换器的电感值可以提高负载变换器的稳定性,而增大负载变换器的电感值将降低负载变换器的稳定性。最后,搭建了级联VVR控制Buck变换器的实验样机,结合理论分析给出了相应的电路仿真结果和实验结果。电路仿真结果和实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 开关纹波交互作用 级联功率变换器 负载变换器 稳定性机理 离散映射模型
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直流汇集型风电系统阻抗建模与小干扰稳定性分析 被引量:1
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作者 李小龙 樊艳芳 +2 位作者 侯俊杰 卢俊龙 玄东旭 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期1632-1644,I0011-I0015,共18页
与交流汇集型风电系统相比,直流汇集方式通过高变比大容量直流变换器对直流输出型风电机组进行升压汇集,可减小系统损耗并促进远距离直流输电。该系统中电力电子装备数量较多,亟需开展阻抗建模及振荡特性分析。为此,首先提出输入并联输... 与交流汇集型风电系统相比,直流汇集方式通过高变比大容量直流变换器对直流输出型风电机组进行升压汇集,可减小系统损耗并促进远距离直流输电。该系统中电力电子装备数量较多,亟需开展阻抗建模及振荡特性分析。为此,首先提出输入并联输出串联型Boost全桥隔离变换器二端口阻抗模型,在此基础上建立串并联汇集拓扑的风电场送出端口阻抗模型,并采用多谐波线性化法建立模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)直流侧输入阻抗模型。根据小信号模型的频率特性对直流汇集型风电系统进行小干扰稳定性分析。最后,在MATLAB/Simulink中搭建系统时域仿真模型,验证了所建立阻抗模型及系统稳定性分析结论的正确性。 展开更多
关键词 直流汇集 风电 Boost全桥隔离变换器 模块化多电平变换器 阻抗建模 小干扰稳定性
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基于场量梯度的快照分区POD降阶计算方法 被引量:1
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作者 杨帆 张潋镪 +2 位作者 何永胜 王鹏博 姜慧 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期31-39,共9页
随着数字化电力系统的不断发展,对高价值电力装备数字孪生模型的研究成为热点。为满足计算的时效性,通常采用模型降阶的方法,其中本征正交分解法(proper orthogonal decomposition,POD)是最为常用的方法之一。传统的POD方法在构造快照... 随着数字化电力系统的不断发展,对高价值电力装备数字孪生模型的研究成为热点。为满足计算的时效性,通常采用模型降阶的方法,其中本征正交分解法(proper orthogonal decomposition,POD)是最为常用的方法之一。传统的POD方法在构造快照时无法高效提取网格节点信息,造成大的计算量、存储资源浪费。为此,该文提出基于场量梯度的快照分区POD降阶计算方法,以快照中各节点场量梯度为依据对计算域进行分区处理,通过对不同分区的节点数量进行不同程度的缩减,实现了高效的POD降阶计算。以换流变阀侧套管极性反转电场作为算例,对该文提出分区降阶方法的可行性及高效性进行了验证。研究结果显示:相较于有限元方法,计算时间缩短97.1%,同时相较于传统的POD方法,其快照中节点数量减少95.2%,节约存储资源91.7%。同时,分区降阶计算的准确率高,平均误差仅为0.80%,实现了对阀侧套管极性反转电场的高效计算。 展开更多
关键词 模型降阶方法 本征正交分解法 场量大梯度 POD快照 换流变 阀侧套管
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