光伏并网逆变器的阻抗重塑与谐波谐振抑制
摘要：针对并网逆变器的输出阻抗重塑控制，及其在抑制分布式光伏发电系统谐波谐振中的应用进行研究。首先，以一个典型的分布式光伏并网发电系统为例，分单台并网逆变器和多台并网逆变器两种情况，定量分析系统内串并联谐波谐振的机理及其影响因素。其次，提出一种能重塑光伏并网逆变器高频输出阻抗的控制策略。利用基于二阶广义积分器的陷波器滤除并网电压/电流基波分量后，经过输出阻抗控制后反馈到其指令电流（或调制信号）中，从而重塑并网逆变器的输出阻抗。当重塑后的阻抗呈现足够大的阻性时，可有效抑制网络内的高频谐波谐振。最后，利用 PSCAD/EMTDC的仿真结果和一个微电网的实验结果验证所提控制策略的正确性和有效性。基于MMC双向DC-DC变换器的超级电容储能系统控制策略分析与设计
摘要：研究一种基于多模块多电平双向DC-DC变换器的超级电容储能系统，该系统可有助于减小超级电容单体电压低与应用场合电压高间的矛盾。超级电容组间的均压控制是该系统稳定运行的关键之一。对超级电容组的均压控制和储能系统能量管理策略进行分析和设计。利用双向变换器的小信号模型分析超级电容储能系统电流控制与超级电容组间均压控制的关系，设计多模块多电平双向DC-DC变换器的双闭环控制策略，在稳定控制网侧电感电流的同时实现超级电容组间电压均衡的解耦控制。进一步，根据母线电压变化及超级电容荷电水平（state of charge，SOC）提出储能系统能量控制策略。系统仿真和实验验证了所提出的基于MMC双向变换器的超级电容储能系统控制策略的有效性。一种带耦合电感的有源钳位高增益Boost变换器
摘要：该文提出一种带耦合电感的有源钳位高增益 Boost变换器。通过引入耦合电感提高电压增益；采用有源钳位电路实现漏感能量的回收、抑制开关管关断电压尖峰，并为开关管实现零电压开通创造条件；通过合理设计漏感大小，有效解决二极管的反向恢复问题。该文所提变换器的主要不足是二极管的寄生电容和漏感会发生谐振，需要采用电阻电容二极管（resistor-capacitor-diode，RCD）吸收电路来抑制电压峰值。该文在分析变换器工作原理的基础上，对其性能进行了详细分析，最后搭建了一台48 V输入、380 V输出、额定功率为250 W的试验样机，实测最高效率为94.5%，实验结果验证了理论分析的正确性。具有对称辅助电路的谐振直流环节三电平软开关逆变器
摘要：为了降低三电平逆变器在高开关频率下的开关损耗，提高其效率，提出一种具有对称辅助电路的谐振直流环节三电平软开关逆变器的拓扑结构，通过在三电平硬开关逆变器的直流环节设置对称辅助谐振电路，利用辅助电路的谐振将直流母线之间谐振电容的端电压周期性下降到零，使三电平逆变器的主开关在直流母线之间的谐振电容端电压为零时完成切换，以实现零电压开关。文中依据不同工作模式下的等效电路图，详细分析该软开关逆变器的工作过程。制作3 kW 的谐振直流环节三相三电平软开关逆变器的样机，实验结果表明，逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关切换，效率相比于三电平硬开关逆变器有明显提高。因此所提出的拓扑结构可有效降低三电平逆变器的开关损耗，具有工程实用性。电网畸变条件下基于快速正负序分离算法的自适应锁频环同步技术
摘要：为了应对电网发生电压跌落、频率突变、谐波污染等电网畸变条件，该文为并网逆变器提供了一种新的基于快速正负序分离算法的自适应锁频环同步技术。基于自适应陷波器的锁频环本质上是一个2阶陷波器，加上非线性微分方程后可以实现基波频率跟踪，实现电网信号的同步，前提条件是电网无扰动和谐波。电网发生畸变时，为了抑制扰动和谐波，提出了一种快速正负序分离算法，结合自适应陷波器，改进后的自适应锁频环同步技术利用简单的矩阵运算，可以在5个采样周期内实现正、负序分量及各次谐波的快速分离。与1/4周期延时的传统锁相环相比，该方法无需压控振荡器，无需比例积分参数调试，简化了系统的结构，实现了频率的自动跟踪，消除了系统检测误差，提高了系统的动态性能。文中对所提锁频方案进行了详细的理论分析，最后仿真和实验结果验证了所提方法的可行性及良好的暂态特性。两种快速的空间矢量脉宽调制算法比较
摘要：对60°非正交坐标系和45°旋转坐标系这两种快速空间矢量脉宽调制算法（space vector pulse width modulation， SVPWM）进行比较，目的是为工程技术人员在这两种SVPWM算法之间选择时提供一个理论和实践的参考。提出了一种新的针对这两种方法的任意多电平调制通用算法，只需角度和调制比两个信号就能够决定最终的矢量开关顺序。理论分析结果表明，45°旋转坐标系 SVPWM 比60°非正交坐标系SVPWM更简单，计算量小，更适合于数字实现。两种算法都以硬件的方式在FPGA上用VHDL语言编程实现，并对实现的复杂度和逻辑资源占用这两方面进行比较。仿真结果表明，45°旋转坐标系下的SVPWM算法比60°坐标系下的SVPWM算法在简洁性和资源占用方面具有明显的优势。最后，在一个三电平中点箝位型逆变器上对所提的两种通用算法进行了实验验证。燃油增程式电动汽车动力系统关键技术综述
摘要：增程式电动汽车又称里程延长式电动汽车，作为纯电动汽车的平稳过渡车型，以其效率高，电池容量小，不会因缺电抛锚等优点受到了广泛的关注。该文针对燃油增程式电动汽车的动力部件选型、动力系统配置、系统协调控制与效率优化等关键技术问题进行了分析研究。对比分析国内外相关技术方案的同时，结合自主研发的一款增程式电动汽车进行了动力系统关键技术的探讨。最后，展望了增程式电动汽车的技术发展，提出了几个值得关注的相关重要研究课题与研究方向。高速永磁电机设计与分析技术综述
摘要：高速永磁电机在航空航天、能源及精密制造等领域具有广阔的应用前景。该文首先介绍了现有文献中的高速永磁电机定转子结构及其所使用的材料；然后从定子铁耗、铜耗、转子涡流损耗与风摩损耗等方面，分别总结归纳了电机中各项损耗及其计算方法；对比分析了各种高速永磁电机温升计算方法；概述了高速电机转子支承方式的发展情况。总结了转子强度与动力学分析相关的问题，最后展望高速永磁电机相关技术的主要发展方向。基于最小二乘支持向量机优化自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制方法
摘要：针对传统PI调节器的缺陷，提出一种基于最小二乘支持向量机（least squares support vector machine，LSSVM）优化自抗扰控制器（active-disturbance rejection control， ADRC）的永磁同步电机直接转矩控制方法。以给定转速和实际转速作为输入信号，以给定电磁转矩作为输出信号，设计了 ADRC 速度调节器；在此基础上，在回归模型中选取高斯径向基核函数，深入分析了将LSSVM回归模型有效嵌入ADRC调节器的实现方法，实现对ADRC控制器的优化，以提高 ADRC 观测精度及系统动态响应速度，很大程度上降低了电机参数变化和负载扰动对系统的影响，进一步改善了系统的抗干扰能力。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。高精度无差拍磁链观测器设计
摘要：感应电机磁链观测的准确性直接影响电机控制的准确性和稳定性。传统的开环电流模型和电压模型在低速段和高速段都受到电机参数等因素的限制，严重制约电机的输出特性。为了提高磁链观测器的准确性和稳定性，采用一种新型的闭环磁链模型，综合电流模型和电压模型的优势，并采用包含相位补偿的过渡函数，不仅在全速段保证了磁链模型的准确性，而且减小了磁链观测器对电机参数的敏感性。为了实现磁链的无差拍控制，在磁链观测器中加入定子电流观测器单元，解决了定子电流采样滞后一个采样周期的问题，实现转子磁链观测器无差拍的输出。该文采用频率响应函数分析磁链观测器的特性，仿真和实验验证了算法的正确性和稳定性。基于双二阶广义积分器-锁频环的异步电机同步角频率估计方法
摘要：在基于电压模型的磁链观测器中，通常采用低通滤波器代替纯积分来解决纯积分环节存在的初值问题和漂移问题。但是，使用低通滤波器会在观测结果中引入幅值误差和相位误差，为了消除幅相误差，一般需要误差动态补偿环节，补偿环节的精度通常依赖于异步电机同步角频率的准确估计。已有文献提出了基于二阶广义积分器-锁频环的异步电机同步角频率估计方法，该方法具有优异的稳态性能，但动态性能不佳。该文对该算法的动态特性进行了理论分析，在此基础上，提出了基于双二阶广义积分器-锁频环的异步电机同步角频率估计方法。对两种同步角频率估计方法的动态特性进行了对比研究，研究表明，双二阶广义积分器-锁频环算法具有更优异的动态性能。构建了基于异步电机矢量控制的转速电流双闭环调速系统实验平台，实验结果验证了所提方案的有效性。抽油机电动机起动及运行特性时步有限元分析
摘要：抽油机电动机的负载始终处于动态变化中，其起动及运行性能的影响因素繁多，经典方法很难得到满意结果。该文从麦克斯韦方程基本物理定律出发，对电动机定转子各电磁量正方向进行了统一规定，建立用于起动及正常运行特性分析的时步有限元模型。以油田常用的37 kW、8极感应电动机驱动的10型抽油机为实例，对比分析了抽油机动液面、平衡状况、电源电压等主要结构及运行参数对起动能力及运行性能的影响。实例计算表明：在抽油机动液面较小的情况下，通过对平衡量及电源电压的协调控制，系统节电率可达到15%。通过与实测数据对比验证了有限元分析结果的正确性。文中研究成果为油田电机系统节能潜力分析及节能新技术开发提供了新的技术基础。一种新型无刷励磁机的三维热流场分析
摘要：为了研究无刷励磁机内部定子、转子、旋转整流盘、外罩中的流场、温度场的特点，确保设备安全稳定运行，以某新型无刷励磁机相对地面结构的1/2为物理模型，基于流体动力学原理，采用有限体积法对计算域内的三维热流场进行了数值模拟与分析。分析结果表明，整流盘与定转子之间的空气区以负压为主，整流盘区空气不能顺利流出，空气温度接近二极管许用上限。与实验测量值相比，温度与流量的计算误差均小于5.9%，结果较准确，为进一步优化该励磁机风路结构提供理论基础。变速风电机组的惯性与一次调频特性分析及综合控制
摘要：大规模风电场集中接入电网将导致系统惯性降低，调频能力不足，为解决此问题，提出了变速风电机组的频率综合控制方案。根据变速风电机组调频所需的备用容量，提出风电机组的减载控制方案，并解决惯性与一次调频控制的结合问题。通过分析风电机组的一次调频特性，利用变桨技术，进一步提出可整定风电机组静调差系数的频率控制策略，并与虚拟惯性控制有机结合，实现风电机组对系统频率的综合控制。通过仿真分析验证了在所提控制方案下，变速风电机组利用其可控的调频能力，不仅能够有效支持系统惯性，减小系统扰动初期频率的变化率，并可按照整定的静态频率特性，提高系统的静态频率稳定性。无取向硅钢片各向异性磁致伸缩特性模拟
摘要：基于一维磁致伸缩测量装置，提出了单片无取向硅钢片任意方向磁致伸缩特性的测量方法，得到了材料不同磁化方向上磁致伸缩回环，并提取了描述磁致伸缩特性的单值曲线。建立了描述磁致伸缩与磁场关系的λ-（θB, Bmax）磁致伸缩数学模型，给出了由测量数据拟合得到的二维磁致伸缩特性曲面。基于Fortran语言编制了耦合上述磁致伸缩模型的有限元计算程序，并分析了一台同步发电机定子铁心的磁致伸缩。研究表明，无取向硅钢片具有任意方向各向异性的磁致伸缩特性，而该文提出的磁致伸缩测试方法和数学模型可以有效地分析硅钢片磁致伸缩各向异性特性。一种结合快速L1范数最小化算法的柱面匀场线圈目标场设计方法
摘要：目标场方法由Turner于1986年提出，到目前为止该方法已成为核磁共振成像系统中匀场、梯度线圈设计的一种主流方法。各种改进的目标场方法纷纷涌现。为解决线圈设计中的有限尺寸问题，Forbes和Crozier提出了一种新方法，该方法预先通过三角函数来约束线圈面上的电流密度分布，为克服方程求解过程中的病态问题，对电流密度表达式中的待定系数采用最小均方差（least square，LS）和L2范数相结合的方法来进行估计，成功得到了有限长匀场线圈的设计结果。该文采用最小均方差和 L1范数结合的方法来对面电流密度分解表达式中的未知系数进行估计，并将该方法应用于核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）系统的匀场线圈设计中。系统主磁体长度为3 m，室温孔直径为1.6 m，目标区域（region of interest，ROI）直径为0.4 m。算例采用Matlab仿真平台，结果表明该文提出的LS-L1目标场方法相比于传统的LS-L2目标场方法磁场偏差更小、效果更好。
