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关键词： 电力电子技术   混合式教学   教学改革  

摘要： 电力电子技术是针对电气工程及其自动化专业大三学生开设的一门与实践联系紧密的专业核心课程,然而,该课程的传统教学模式难以达到帮助学生更好发展的目的。基于此,对电力电子技术课程教学模式进行改革创新。该课程创新的理念和思路是以增强学生学习效果为中心,培养学生的创新思维能力,提高学生运用理论知识解决实际工程问题的能力。在具体的课程教学创新设计中,实施以项目融合课程教学、线上线下协同合作的教学模式改革,以实现知识、能力、素养一体化培养目标。

关键词： 电力电子变压器   拓扑结构   控制策略  

摘要： 传统的工频变压器体积大、重量重、效率低,严重制约了车载电传动系统的整体性能的进一步提升。采用无工频变压器的电力电子变压器技术通过高压电力电子技术实现电能变换,由其为核心构成新型轻量化、高能效的电传动系统,可以彻底摆脱传统对工频变压器的依赖。本文对电力电子变压器的主电路拓扑结构和控制策略进行深入研究。在Matlab/Simulink仿真环境下对主电路拓扑及控制策略进行验证,证明主电路拓扑结构的合理性和控制策略的有效性。

关键词： 频率空间分布   锁相环   跟网型   电力电子设备   机端频率  

摘要： 电力系统中不同节点的频率动态过程存在差异。关于传统同步机主导型系统频率空间分布规律的研究很多,而关于电力电子设备对其影响规律的研究相对较少。分析了采用锁相环的跟网型电力电子设备对机端频率的影响,研究发现,跟网型设备并不是完全被动的跟踪电网频率,其内电动势也会对机端频率产生影响,导致动态过程中机端频率和系统频率之间出现偏差,呈现与同步机相似的电压源特性。跟网型设备机端频率和系统频率之间的偏差,受电气距离、输出功率、锁相环动态性能等因素的影响。新能源在参与调频时,需要考虑这种偏差带来的影响。

关键词： 电力电子变压器   实时数字仿真系统   控制器  

摘要： 为了克服高压大容量应用需求与电力电子器件耐压通流能力低之间的矛盾,电力电子变压器通常采用数量较多的模块化DC/DC变换器在不同端口以串并联方式组合,来匹配电压和容量要求。高电压应用场景以及多数量功率模块拓扑结构,给电力电子变压器控制器的功能测试带来了极大压力,若控制算法存在漏洞,极易造成一次设备损坏,安全隐患较大。为解决上述问题,此处基于实时数字仿真(RTDS)系统设计了多种电力电子变压器控制器测试方案,并选取了其中一种较为简便的测试方案,搭建了控制器硬件在环仿真平台对控制器的控制功能进行仿真测试,仿真结果验证了所提仿真测试方法的可行性和有效性。

关键词： 电力电子变压器   仿真步长   高频变压器   复频域导纳   非谐振型变换器   谐振型变换器  

摘要： 电力电子变压器(powerelectronictransformer,PET)在能源互联网与分布式新能源发电并网中发挥着重要作用。为精确拟合高频开关过程,PET常采用小步长仿真,但受限于仿真资源与效率,仿真步长不能取得过小,选取合理的仿真步长是获取最佳仿真效率与精度的关键。该文提出一种基于复频域导纳分析的PET电磁暂态仿真步长选取方法。首先,通过数值积分截断误差揭示了仿真步长对仿真精度的影响机理,明确高频变压器端口仿真误差为主要分析对象;其次,分别针对非谐振型变压器与谐振型变换器,以高频变压器端口复频域导纳、离散化导纳之间的关系表征积分算法引入的误差,得到可接受误差范围对应的仿真步长上限;最后,综合考虑高次谐波对仿真误差的影响,提出电力电子变压器电磁暂态仿真步长选取方法。以上理论均在PSCAD/EMTDC中仿真验证。

关键词： 电力电子变压器   级联H桥型   导纳单元预存   并行等效建模   多线程并行计算  

摘要： 电力电子变压器(power electronic transformer,PET)具有模块化、多节点、频率高的特点,其详细模型的电磁暂态仿真(electromagnetic transient,EMT)效率低下,仿真提速需求迫切。从模型自身提速与提高CPU计算效率两方面入手,提出了PET电磁暂态并行仿真等效建模方法,并以级联H桥型PET(cascaded H-bridge type power electronic transformer,CHB-PET)为例进行了理论推导与仿真验证。首先,以导纳是否可定为标准,将功率模块(power module,PM)划分为不同导纳单元电路的组合;其次,从有载二端口的角度出发,推导出H桥单元对外仅含2种等效导纳,可简化为二值导纳单元;将各单元的导纳参数预存,利用叠加定理求取端口短路电流,即可快速获取PM诺顿等效电路参数,聚合形成CHB-PET串行等效模型;最后,结合该模型的高度并行性构建了并行仿真框架。在PSCAD/EMTDC中进行仿真验证,该模型实现了对详细模型的多工况高度拟合,最大误差小于3%。当单相模块数为48时,最佳并行等效模型可实现对详细模型10000多倍的仿真提速。

关键词： 电力电子技术   储能行业   自动化   充放电控制   监控与保护  

摘要： 电力电子技术作为控制和转换电能的重要技术手段,在储能行业的自动化应用中发挥着关键作用。本文首先分析了电力电子技术在储能领域的主要应用,包括储能装置的充放电控制、功率转换控制、监控和保护等。然后通过具体案例探讨了电力电子技术在锂离子电池储能系统和超导磁储能系统中的自动化应用,展示了其在实现高效、精准、智能化控制和管理方面的优势。最后对电力电子技术在储能行业未来发展中的作用进行了展望。

关键词： 能源互联网   电力电子变压器   H桥   分时复用   模式切换  

摘要： 能源互联网中,电力电子变压器(powerelectronic converter,PET)因功率变换级数较多,体积庞大,成本高昂,且效率不佳。为此,提出了一种有助于减少PET级数的H桥分时复用方法。首先,阐明了分时复用方法的基本原理,定义了单载波周期的工作模式,分析了变压器原边的电流特征;其次,介绍了实用的谐振式开环工作模式切换方法,理论推导了电流脉冲与谐振角度的对应关系;通过样机实验验证了所提高频变压器间歇功率传输与模式切换方法;最后,基于分时复用方法构建了新型PET,并使用电力电子仿真软件PLECS真验证了基本功能。相关方法为优化PET的拓扑与控制提供了新思路。

关键词： 可再生能源   能源危机   能源系统   信息流   碳中和   新型能源   电力电子   柔性化  

摘要： 随着人类社会的发展,能源危机、气候变化、环境问题等对传统能源系统产生了巨大冲击,推动绿色低碳转型是必然的共同选择。实现“碳达峰、碳中和”目标,需要构建清洁低碳、安全高效、智慧柔性的新型能源系统。而构建新型能源系统,完成由碳基能源向可再生能源为主的零碳能源结构转型,是一场涉及各个领域的革命,既需要高瞻远瞩的规划、科技的创新,也需要有效的工具、创新的手段。如何利用信息化、智能化、电力电子及柔性化等技术,推动多种分散、清洁、低碳异质能源的互联与综合,实现能源流、信息流、价值流跨界交互,是亟须解决的重大行业问题。

关键词： 固态变压器   隔离双向DC/DC变换器   协调控制   均衡控制  

摘要： 针对级联电力电子变压器因模块参数不匹配导致功率失衡的问题,提出了一种协调控制方法,能够有效减少H桥间功率差异,提高系统的稳定性。通过Simulink仿真,验证了所提控制方法的正确性和有效性。分析结果表明:该控制方法可以有效抑制功率变化对直流链路电压的影响,同时不牺牲稳定性。