摘要：直流变换器广泛应用于电动汽车充电系统与光伏发电系统,如何适应输入/输出电压大范围变化,实现直流变换器的宽增益和高传输效率为学术界和工业界所关注。其中,LLC、LLC_LC、LLCLC谐振变换器虽具有高功率密度、低电磁干扰等特性,但存在磁元件与谐振网络参数设计难度大,造成变换器输出不稳定等不足,难以满足实际应用的要求。为此,提出了宽增益高效谐振型直流变换器技术。首先总结了谐振型直流变换器的基本原理,围绕其拓扑结构及调制策略的国内外研究进展,重点就宽增益与高效谐振型直流变换器应用需求进行阐述。然后分析了LLC_LC、LLCLC多模式PWM倍压整流变换器拓扑及调制策略。最后结合仿真与实验验证结果,证明了该宽增益高效谐振型直流变换器拓扑及其调制策略的有效性,最高可实现输出电压范围为1~6.2,转换效率达96.1%,具有较宽广的应用前景。

摘要：为消除下垂控制引起的微电网频率静差,提出一种基于积分超前补偿环节的孤岛运行的下垂逆变器二次调频方法。采用基于组件连接法的小信号状态空间分析法对系统参数进行分析和设计,实现了逆变器之间无需通信即可消除频率静差,且提高了逆变器下垂系数的稳定范围和多并联逆变器系统的稳定性。在MATLAB/Simulink上对多并联逆变器系统进行仿真,验证了所提方法的有效性。

摘要：针对LLC谐振变换器增益负载敏感性强、与效率存在强耦合的不足,提出了一种由LLC谐振变换器和两开关buck-boost构成的宽增益高效率LLC谐振变换器拓扑。通过采用输入并联与输出串联的方式,分别由LLC谐振变换器传输功率、buck-boost调节输出电压。其中,LLC谐振变换器运行于谐振频率,buck-boost采用PWM调节输出电压。分析了变换器的运行模式,给出了相应的参数设计方法,并进行了仿真验证。最后,对输入30 V、输出200~360 V、360 W样机进行了实验,实验样机增益范围和效率分别为6.67~12、97.4%。仿真与样机实验验证了所提出的宽增益高效率LLC变换器拓扑及其调制方法的有效性。

摘要：对于三电平中点钳位光伏逆变器,基于断续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation,DPWM)并通过选择特定矢量进行钳位控制的方法,存在矢量分解计算时间长、注入共模电压分量和漏电流过大等不足。对此,提出了一种基于I-DPWM的三电平中点钳位光伏逆变器漏电流抑制方法。通过计算各类DPWM等效调制波来解析注入的低频共模电压分量。针对低频共模电压分量最小的DPWM1,在低频共模电压不连续点注入新的零序分量,通过减小低频共模电压来抑制漏电流幅值。同时,采用载波实现DPWM,免去了复杂的矢量运算。最后,在Matlab/Simulink平台建立了20 kW三电平中点钳位光伏逆变器的仿真模型,同时结合所设计的125 W实验样机验证了所提方法的有效性。

摘要：为了解决LLCLC谐振变换器增益对负载变化敏感、输出电压范围大小与转换效率相互制约的问题,提出一种基于脉冲宽度调制(PWM)倍压整流单元的LLCLC谐振变换器拓扑,对于不同的电压输出模式分别采用脉冲频率调制(PFM)和PWM调制方式;采用基波近似法分析LLCLC谐振网络的增益特性与功率传输特性,分析采用PWM调制方式时变换器的无功环流特性,建立谐振频率f_(r1)、f_(r3)和陷波频率fr2的关系,对谐振元件进行参数设计,分析开关管的零电压开通(ZVS)实现方法,并给出LLCLC谐振变换器的PFM_FR、PWM_FD和PWM_DT 3种运行模式切换策略。最后,针对一台容量250 W、输入30 V、输出18~112 V的样机进行实验,验证了所提LLCLC谐振变换器拓扑及其调制方法的有效性,输出电压范围为1~6.2,转换效率达到96.1%。

摘要：提出一种基于高频注入的主动式智慧建筑直流系统串联型电弧故障检测方法。通过线圈耦合的方式向直流母线注入一定特征的高频电流信号,提取电流输出响应信号特征,再经过小波变换分析电流输出与输入信号特征变化及其稳定性,制定识别电弧故障的判据。基于Matlab/Simulink仿真平台和Cassie电弧模型进行仿真分析,并设计相应的实验验证平台,结果表明所提出的检测方法能准确识别系统串联电弧故障,且能有效降低电力电子等开关器件噪声和不同运行工况等外部条件的影响,鲁棒性较强。

摘要：现有的并网光伏逆变器运行故障识别方法容易受到背景噪声的影响,降低了故障识别的准确性,因此引进最小二乘法,设计了一种针对并网光伏逆变器运行故障的识别方法。利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)算法,对光伏逆变器运行的故障信号进行分解,使其成为能够被加工的线性平滑IMF分量成分,通过此种方式进行逆变器运行信号提取与处理。引进最小二乘法,对处理后的并网光伏逆变器运行信号按照时序进行匹配,提取存在异常状态的信号分量,进行异常曲线的拟合。引进蝙蝠算法,根据检索空间维度,实现逆变器故障的识别。通过对比实验证明,提出方法对并网光伏逆变器运行故障识别的准确性更高。

摘要：随着电动汽车(electric vehicle,EV)大规模普及,其充电负荷对区域综合能源站(regional integrated energy station,RIES)规划及运行将带来极大挑战。对此,该文提出了计及EV充电负荷特性的区域多能源站规划设计方法。对私家车、出租车和公交车3类典型车型的充电行为进行量化分析,结合出行概率矩阵采用双层蒙特卡洛算法构建了EV充电负荷时空模型;基于该模型提出计及EV充电负荷时空特性的RIES供能范围划分评估指标及划分方法;基于冷负荷、热负荷、传统电负荷及EV充电负荷的时空特性,以区域多能源站年化总成本最低为目标,对RIES站点的设备容量配置和管网布局选径进行站网协同优化。最后,结合某待规划区域进行算例分析,Matlab仿真结果表明,双层蒙特卡洛算法能有效模拟EV充电负荷的时空特性,有助于供能范围划分优化,实现负荷在时空尺度上的转移与均匀分配,提高区域内RIES设备及管网规划设计的经济性,仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要：随着双碳进程的深入发展,直流配电网强势回归大电网,分布式光储等直流型可再生能源迎来发展的迅速期,光储市电交直流混用必将是未来的常态配电系统。针对此配电系统缺少智能自动转换和电能计量的实际情况,本文提出一种面向能源云互联,光储市电交直流混联计量型自动转换电气系统设计方案。系统采用模块化设计,包括分布式直流双电源与交流双电源自动切换、光伏逆变、储能、不同权项电能计量、负载用电柜、能源云互联架构七部分组成。采用不限于负载汽车充电系统作为举例说明该系统的工作原理,具备无扰、不断电、无失电、无冲击,安全平滑、无缝在不同系统切换用电特点;该系统方案对有效实现分布式光储市电交直流友好、清洁过网、并网混用性,降低成本和能耗,有一定的工程参考价值和应用推广的竞争价值。

摘要：为了得到链式电池储能系统(battery energy storage system,BESS)容量设计边界与优化设计结果,分别分析了在现有功率器件容量限制、电池系统技术限制和储能系统安全性设计要求限制下,直挂35 kV电网链式BESS的容量设计边界极限。通过改变链式BESS的布置方案来抑制共模电流,并提出了链式BESS的优化设计方法;通过基于马尔可夫链的链式BESS可靠性模型来计算系统的可靠性,并对整个系统的效率与可靠性进行综合评估。研究结果表明:在现有技术条件下链式BESS最大容量设计为32 MW,改变链式BESS的布置方案能够减小共模电流引起的损耗和电流应力,保护功率器件,同时减小其对链式BESS的模块数优化设计的影响,所提优化设计方法能够根据不同应用场合下系统的设计要求得出最优的功率模块数设计。研究结果可为超大容量链式BESS的设计提供参考,也可为系统制定计划检修提供理论依据。