电工技术学报杂志

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电工技术学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Transactions of China Electrotechnical Society

  • 11-2188/TM 国内刊号
  • 1000-6753 国际刊号
  • 3.2 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电工技术学报是中国电工技术学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1986年创刊,目前已被上海图书馆馆藏、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。电工技术学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:大容量电力电子装置技术与应用专题、电工理论、电机及其系统、电力电子、高电压与放电

电工技术学报 2017年第12期杂志 文档列表

电工技术学报杂志大容量电力电子混杂系统多时间尺度动力学表征与运行机制专题
大容量电力电子混杂系统多时间尺度动力学表征与运行机制专题1-3

摘要:当前,大容量电力电子系统理论和关键技术在快速发展,相应的装置研制和系统工程应用也处在一个攻坚阶段,普遍面临三大严峻挑战:①提升电能变换能力;②优化装置与系统的设计与控制;③提高可靠性.

对电力电子学的再认识——历史、现状及发展5-15

摘要:该文通过对电力电子系统起源及定义的历史演绎,探讨了电力电子学的内涵和外延及其未来走向,分析了电力电子发展脉络、微电子与电力电子的关系及差异、以及电力电子未来的发展有可能给电能变换带来哪些实质性的变化.基于这些探讨分析,尝试提出一种对电力电子学的再认知框架,以使对电力电子系统建模、分析、设计及其控制的研究有一个更为清晰的背景和统一的基础.

功率开关器件多时间尺度瞬态模型(Ⅰ)——开关特性与瞬态建模16-24

摘要:开关模式是电力电子系统实施电磁能量变换的基本模式,功率半导体器件的开关特性则成为这种能量变换的关键属性.从开关特性的角度出发,基于对器件开关特性和对电力电子系统多时间尺度特性的认识,提出一组功率开关器件多时间尺度瞬态模型.根据时间尺度的不同选取不同的瞬态模型来描述器件的开关瞬态过程,并反映不同的开关特性.所提多时间尺度瞬态模型,参数可直接从器件数据手册中提取,对提取方法进行较详细的阐述.所提的功率开关器件多时间尺度瞬态模型在装置和系统的分析设计中具有很强的实用性.

功率开关器件多时间尺度瞬态模型(Ⅱ)——应用分析与模型互联25-32

摘要:为了更好地在实际变换器仿真分析中应用多时间尺度开关瞬态模型,提出多时间尺度开关器件模型的仿真实现方法,并通过实验对瞬态模型的适应性进行分析.根据不同时间尺度的瞬态模型所反映不同的开关特性,归纳各个时间尺度模型适合的应用场合.同时,在离散状态事件驱动(DSED)仿真体系下,提出多时间尺度瞬态模型连接和切换的思想,使得模型可以应用在电力电子系统全时域瞬态仿真中,指导变换器的分析和设计.

离散状态事件驱动仿真方法及自适应预估校正算法33-41

摘要:在电力电子系统分析中,需要对带间断和刚性的常微分方程组进行仿真计算.然而,采用传统的时间离散算法来求解此类方程组时会遇到诸多困难.Kofman等基于离散事件系统规范(DEVS)提出了量化状态系统(QSS)算法,它不是对时间进行离散,而是将状态量进行离散.QSS算法可以有效求解带间断和刚性的常微分方程组.基于离散事件算法思想,提出适合于电力电子仿真的离散状态事件驱动(DSED)仿真方法;同时,为提高DSED方法的精度,提出基于DSED的预估校正算法;为大幅减少计算量,通过研究计算步数与状态量幅值和频率的关系,提出自适应方法.仿真算例证明了所提算法的有效性.

后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法42-49

摘要:为解决电力电子系统中的刚性状态方程数值解算困难问题,在后向量化状态系统(BQSS)算法的基础上提出一种后向离散状态事件驱动(BDSED)仿真方法.BDSED 方法是隐式的,其关键在于如何选择一组合适的量化函数值组合,使得据此计算出的导数向量能够让各状态变量向其对应的量化函数值趋近.由于在每一步计算中,每一个状态变量下一时刻的量化函数都有两种取值,所以对于复杂高维系统,枚举的方式并不可行;同时各状态变量的量化函数值的确定存在互相耦合、相互制约的关系,导致问题更加困难.为解决该问题,提出一种基于有限状态机的实现方案,并在带非理想器件模型的变换器电路上进行了算例验证.仿真结果表明,基于有限状态机实现的 BDSED 能高效地选取量化函数值组合,在解算变换器等刚性系统时仿真效率明显优于 DSED 方法和传统的时间离散刚性解法.

沟槽栅场终止型IGBT瞬态数学模型50-57

摘要:沟槽栅场终止型代表了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的最新结构.由于沟槽栅结构与平面栅结构在基区载流子输运、栅极结电容计算等方面存在较大的不同,沿用平面栅结构的建模方法不可避免会存在较大的偏差.基于对沟槽栅场终止型IGBT结构特点及模型坐标系的分析,考虑载流子二维效应将基区分成PNP和PIN两部分,根据PIN部分的沟槽栅能否被PNP部分的耗尽层覆盖分析了栅极结电容计算方法,提出一种沟槽栅场终止型 IGBT 瞬态数学模型,并进行仿真与实验验证.

《中国电工技术学会电机与系统学报(CES TEMS)正式创刊57-57

摘要:近日,中国电工技术学会宣布-英文学术期刊《中国电工技术学会电机与系统学报》(“China Electrotechnical Society Transactions on Electrical Machines and Systems缩写:CES TEMS”)创刊号已于2017年3月正式出版发行.

SiC MOSFET与SiC SBD换流单元瞬态模型58-69

摘要:相较于硅(Si)器件,碳化硅(SiC)器件所具有的高开关速度与低通态电阻特性增加了其瞬态波形的非理想特性与对杂散参数影响的敏感性,对其瞬态建模的精度提出更高的要求.通过功率开关器件瞬态过程的时间分段、机理解耦与参数解耦,突出器件开关特性,弱化物理机理,简化瞬态过程分析,建立基于SiC MOSFET与SiC SBD的换流单元瞬态模型.理论计算结果与实验结果对比表明,该模型能够较为精细地体现SiC MOSFET开关瞬态波形且能够较为准确地计算SiC MOSFET开关损耗.该模型参数可全部由数据手册提取,有较强的实用性.

基于关断电流最大变化率的压接式IGBT模块结温提取方法70-78

摘要:压接式绝缘栅极双极性晶体管(IGBT)模块因优越的电气性能和封装设计,受到柔性直流输电等大功率应用场合的青睐,其模块可靠性也成为大功率应用场合研究的重点,而 IGBT模块结温是影响器件可靠性的重要因素.基于压接式IGB 模块双脉冲测试平台,介绍一种基于关断电流最大变化率的压接式IGBT模块结温提取方法,分析压接式 IGBT 芯片结温和模块关断电流最大变化率间单调变化关系,并利用压接式IGBT模块封装结构固有的寄生电感有效获取关断电流最大变化率的信息,以此来反推模块结温特性.最后通过压接式IGBT双脉冲测试平台验证了通过模块关断电流最大变化率进行压接式 IGBT 结温提取的可行性.

基于传热动力学作用特征的IGBT结温预测数学模型79-87

摘要:提出一种基于传热动力学作用特征建立绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结温预测模型的建模方法. 针对目前IGBT结温预测模型无法灵活应用于多时间尺度仿真与快速计算模式的问题,通过将简单(阶跃)信号下得到的动力学作用分量应用于复杂(PWM)信号下,建立IGBT结温预测数学模型.基于经典Cauer传热RC网络结构,建立针对阶跃功率输入信号的IGB 结温预测数学模型.提出采用自然解耦的方法,对IGBT传热动力学特性进行研究,建立传热动力学作用分量的准确表征.在此基础上,采用自然解耦与精确补偿的方法,建立针对PWM脉冲功率输入信号的IGBT瞬态结温预测数学模型. 仿真与实验结果验证了模型的正确性与准确性. 所建IGBT结温预测数学模型对于查明IGBT器件的传热动力学作用机理, 实现结温的快速有效仿真与计算,建立IGBT传热多时间尺度数学模型具有重要的理论意义和应用价值.

电工技术学报杂志电力电子
一种改进的并联IGBT模块瞬态电热模型88-96

摘要:在大功率系统中,为了扩大电路的功率等级,开关器件往往会并联使用.为了保证绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块工作在安全范围,需要建立并联器件的瞬态电热模型.首先,重点分析了结温变化对损耗产生的影响,通过建立不同开关阶段等效电路分析推导电压、电流变化规律.同时,通过搭建测试电路得出受温度影响的参数与温度之间的定量关系.其次,在考虑并联器件之间的散热路径耦合基础上,提出并分析了一种改进的IGBT并联热阻抗模型.最后,基于损耗模型和热阻抗模型建立IGBT并联电热模型.搭建实验平台比较不同模块安装距离对瞬态结温的影响.与传统模型比较,计算结果与实验测试结果吻合,验证了改进的电热模型的准确性.

基于转速控制的双馈风电机组机侧变流器IGBT器件结温波动抑制策略97-107

摘要:针对当前双馈风电机组机侧变流器在同步转速点附近结温波动大、影响器件运行可靠性的问题,提出一种基于机组转速控制的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结温波动抑制策略.首先,基于最大功率点跟踪(MPPT)控制原理,并结合变流器IGBT模块等效热网络,建立双馈风电变流器结温计算模型.其次,针对机侧变流器在同步转速点附近结温波动出现的“尖峰”现象,从减少机组低频运行范围和提升同步转速附近区域穿越速度的思路出发,提出基于功率、转速双控制外环的改进最大功率点跟踪控制策略.最后,搭建基于PLECS和Simulink联合平台的双馈风力发电系统仿真模型, 对机组在亚同步和超同步转速间动态往返变化的变流器电一热性能及其在同步转速附近区域的稳态结温进行仿真,并开展变流器结温抑制效果验证的等效实验.仿真和实验结果验证了所提改进控制策略对抑制机组同步转速点附近变流器IGBT结温波动的有效性.

采用MMC-RPC治理牵引供电系统负序和谐波的PIR控制策略108-116

摘要:为综合治理铁路牵引变压器的负序、无功、谐波问题,设计了基于模块化多电平换流器的铁路功率调节器(MMC-RPC).首先设计了频率自适应功率分离器,并从功率角度分析了Scott牵引变压器(STT)牵引供电系统综合治理的补偿量; 然后在构造虚拟正交分量后建立了单相 MMC数学模型,在同步旋转坐标系下分析机车谐波电流的特性,指出单相奇次谐波电流在dq坐标系下都以4的倍数次波动;最后提出了需要更少的谐振控制器数量的比例-积分-谐振控制策略.在Matlab中搭建MMC-RPC仿真模型进行仿真,结果证明了所提控制策略有效性.

一种基于公共连接点谐波分布的模块化APF无线并联控制策略117-126

摘要:提出一种基于公共连接点(PCC)谐波电流分布的新型模块化有源电力滤波器(APF)无线并联控制策略,以克服传统有线并联控制技术存在的通信连接线多、控制复杂、硬件成本高、可靠性低等缺陷以及容量限制无线并联控制技术存在的模块补偿容量分配不均衡等问题.该策略充分利用PCC系统、负载及APF输出电流分布信息,采取一定的判别机制即可实现模块化 APF故障冗余无线并联控制.首先阐述所提无线并联控制策略的基本原理,并提出包括检测、同步、故障辨识、故障和故障恢复辨识以及自动均流等完备的无线控制技术方案;然后提出基于该策略的模块化APF控制系统实现方法.理论分析和实验结果表明,所提新型无线并联控制策略实现了各模块在结构和控制上的完全独立,并联运行的灵活性、可靠性和稳定性较高.

基于自适应模式切换的虚拟同步发电机功率控制策略127-137

摘要:传统无互联线储能变流器“功率-电压-电流”三环虚拟同步发电机(VSG)控制策略在微网中受到广泛关注,但往往会引起其输出功率限额的问题,分析两种现有解决方案①利用改进下垂动态改变下垂系数的方法,其调节能力有限,功率限制效果不佳;②利用下垂额定点调节环平移下垂特性曲线的方法能限制功率输出, 但调节环的切换可能引起VSG输出功率出现较大波动,易导致系统不稳定.为此,提出一种基于自适应模式切换的VSG功率控制策略,即PQ控制的电流源模式和VSG控制的电压源模式的相位和电流指令都实时跟踪,为PQ-VSG控制模式间的自适应切换奠定基础.最后,建立微网系统的仿真模型和实验平台,仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性.

电动汽车充电与驱动集成化拓扑138-145

摘要:针对功率等级较高的电动汽车提出一种充电与驱动集成化拓扑.通过共用相同的电力电子器件将充电系统和电机驱动系统相集成.该集成拓扑结构中充电系统采用一种基于磁组合变压器的三相输入组合式全桥变换器.充电系统中的三个单相桥式变换器可以重构成双逆变器.将双逆变器和阻抗源网络相结合驱动开放式绕组感应电机.充电模式和驱动模式通过相应的切换开关实现.在实际工程应用中,集成拓扑连接导线较长,寄生参数对电路的性能影响就会较大,因此采用了一种缓冲电路.所提集成化拓扑具有功率因数高、电气隔离、单级升/降压、可靠性高以及自容错能力等优点.仿真和实验结果验证了该集成化拓扑结构的可行性.

电工技术学报杂志电工理论与新技术
遗传神经网络的瞬变电磁视电阻率求解算法146-154

摘要:提出用遗传神经网络求解中心回线装置下瞬变电磁法(TEM)的视电阻率.根据中心回线方式的瞬变电磁响应关系式,设计出神经网络的输入输出关系和单输入单输出的三层网络结构.计算出神经网络的输入输出样本集,并通过尝试法确定隐含层的神经元个数.引入遗传算法优化神经网络结构的连接权值,得到了最优连接权值的 GABP 神经网络.用该神经网络对瞬变电磁响应的非线性方程进行拟合,得到以实测数据计算的核函数值所一一对应的瞬变场参数值,达到求视电阻率并成像的目的.通过对地下高阻块状异常体模型和电力系统钢制扁钢材料的接地网模型两个实例模型的仿真计算证明,得到视电阻率断面图,达到了求解反问题的效果.理论模型与实际数据计算表明,遗传优化的 BP 神经网络使得瞬变电磁视电阻率的计算时间大大缩短,是个实用的算法.该方法为瞬变电磁接地网故障实时诊断平台提供必要的技术基础.